科学家们发现在海王星轨道之外的一个小天体周围存在一个光环系统，这本身就是一个令人惊讶的发现。但这个发现还伴随着一个谜团：既然按照所有理论计算，这个光环本不该存在，那它究竟是如何形成的？
这个光环围绕着创神星（Quaoar）运行，创神星是一颗矮行星，距离太阳超过40亿英里——大约是地球到太阳距离的44倍。探测到这样一个遥远、微小天体周围的致密光环并非易事，但让做出这一发现的国际研究团队真正震惊的是：这个光环似乎距离创神星太远了。在这个距离上，矮行星的引力应该不足以束缚光环中的单个粒子，阻止它们聚集成一颗或多颗卫星。
“这个光环不在我们预料出现的地方，”里约热内卢联邦大学的天文学家、发表在《自然》期刊上的一篇新论文的首席作者布鲁诺·莫尔加多（Bruno Morgado）在电子邮件中告诉《环球科学》。“这可能会改变我们对光环形成机制的认知。”
正如爱达荷大学物理学家马修·赫德曼（Matthew Hedman）在同一期《自然》期刊上发表的评论文章中所说，这使得创神星的光环系统“与我们目前对这类光环如何维持的理解相悖”。
光环是由围绕行星天体盘状运行的尘埃、冰和其他物质组成的块状物。多年来，土星巨大而美丽的光环（最早在17世纪被观察和描述）是天文学家所知的唯一光环。直到1979年旅行者1号飞越木星时，才确定太阳系中最大的行星也拥有光环系统，尽管不如土星的光环那样引人注目。现在已知太阳系所有气态巨行星都拥有光环系统。在一些遥远的天体中也发现了光环，例如“妊神星”（Humea），它和创神星一样——还有“阋神星”（Eris）和“冥王星”（Pluto）——都被认为是海王星外天体。
除了创神星之外，所有这些光环系统都有一个共同点——它们都运行在所谓的“洛希极限”内。这是行星天体的引力不足以阻止光环物质形成更大块状物的距离，这些块状物最终会聚集成卫星。在洛希极限内，光环粒子在不同高度受到的引力强度差异会使它们保持分散状态。
但创神星的洛希极限距离其中心约1100英里。而这个致密光环距离矮行星的中心有2500英里。“这意味着（光环中）水冰块状物的相互引力应该轻易地压倒创神星引力变化的效应，”赫德曼写道。“因此，我们需要其他解释来说明为什么这些物质没有聚集成卫星。”
莫尔加多和他的同事们考虑了几种解释。一种是光环物质相对较新，是创神星的一颗卫星碰撞的结果，还没有足够的时间重新聚集。但他们认为这不太可能，因为他们的计算机模型表明，这些物质会在几十年内凝结成一颗新卫星。
也有可能光环物质本身比模型预测的更具“反弹性”。如果是这样，每个块状物更有可能与其他块状物碰撞后弹开，而不是粘在一起，即使没有创神星的引力来将它们分开。
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另一种可能性是，该光环系统会受到其他天体引力的定期扰动，例如创神星的卫星“卫沃特”（Weywot）或其他尚未发现的卫星。毕竟，研究海王星外天体非常困难。这项光环的发现之所以成为可能，是因为研究小组动用了各种尖端望远镜来观测创神星。其中包括欧洲航天局（ESA）的“系外行星特征观测卫星”（Cheops）任务，这是一颗通过监测矮行星时观察背景星光强度变化来探测创神星光环的空间望远镜。
“现在我们需要继续观测创神星，以更好地确定这个光环，并观察它是否（以及如何）随时间变化，”莫尔加多说。“还需要进行更多的动力学研究和模拟，以确定在什么情况下，一个光环能在如此远离洛希极限的地方保持稳定。”
进一步研究的结果可能迫使天文学家改变对洛希极限的理解。莫尔加多表示，创神星也有可能是一个例外——但它有助于更深入地理解其他大型结构（“甚至像系外行星、星系这样的其他天体”）的轨道动力学。
更正（2023年3月2日）：文章最初称创神星距离太阳超过6万亿英里。正确的距离是超过40亿英里。
