天文學家在太陽系海王星以外的冰冷物體上探測到大氣層

天文學家已經證實，在海王星之外運行的冰冷物體周圍存在著稀薄的大氣層。該天體編目號為(612533) 2002 XV93，估計直徑約500公里。這次探測發生在恆星掩星事件期間，當時物體經過背景恆星的前面，使研究人員能夠測量光的變化並確認其周圍氣體的存在。

這項發現代表了了解太陽系外冰冷世界的一個重要里程碑。在此之前，已知只有海王星在這個遙遠的區域維持著可探測到的大氣層。這項發現為研究柯伊伯帶及其他地區較小天體的形成和演化開闢了新的可能性。研究結果發表在上個月的科學期刊《自然天文學》。

物體及其軌道的特徵

天體 (612533) 2002 XV93 每 247 年繞太陽一圈。觀測時，它距離太陽約550億公里，約37個天文單位。它的軌道平均距離為39.6個天文單位，最近點為34.6個天文單位，最遠點為44.6個天文單位。

• 估計直徑約500公里。
• 位於柯伊伯帶，冰體區域。
• 可能的成分包括水、冰、岩石和有機化合物。
• 形成於45億年前。

研究人員利用位於京都、長野和福島的天文台進行了測量。恆星掩星技術使得能夠偵測物體經過背景恆星前方時其光度的變化。這種方法使得分析其他方法無法偵測到的大氣特徵成為可能。

大氣的組成和起源

探測到的大氣層極為稀薄，其密度比地球大氣層小 50 萬到 100 萬倍。此外，它的大氣層比海王星的大氣層薄 50 到 100 倍。科學家推測，這種氣體可能含有甲烷、氮氣、二氧化碳和其他冰冷世界中常見的化合物。

一種可能性是大氣是由低溫活動維持的，類似冰火山。在內部地質過程的支持下，表面的裂縫會讓內部的氣體逸出。另一種解釋指向臨時事件，例如與釋放氣體的較小物體碰撞。如果大氣層在未來幾年消散，未來的觀測可以確認哪種機制在運作。

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對太陽系知識的影響

這項發現大大改變了人們對太陽系中小型冷天體的認識。此前，人們認為這種大小的物體無法保留大氣。這次探測表明，較小的世界可以維持地質活動和複雜的大氣過程。這項發現為未來調查有多少其他類似屍體具有相似特徵鋪平了道路。

柯伊伯帶包含數千個在早期太陽系形成的冰天體。到目前為止，已知只有海王星在這個極端區域維持著可探測到的大氣層。這項新發現表明，許多其他小世界可能正在進行內部或外部活動，從而擴展了對遙遠宇宙中行星過程多樣性的知識。

地面觀測站的研究

國家天文台的天文學家領導了分析工作。主要作者是石垣天文台的有鬆佑紀。研究小組綜合了掩星事件期間從專業和業餘天文學家獲得的數據。這項國際合作使得收集有關該物體及其大氣特徵的精確資訊成為可能。

該物件沒有廣泛公開的通用名稱。在科學界，根據國際天文學聯合會的命名慣例，它被簡稱為 XV93。未來使用更強大的望遠鏡和太空任務進行的觀測可以揭示有關其組成、內部結構和大氣動力學的更多細節，有助於更深入地了解太陽系外的冰冷世界。