天文學家發現太陽系邊緣一個名叫Quaoar的矮行星有一個環，這是在一次掩星事件中偶然發現的。這個環對天文學家來說很奇怪，因為它的軌道離它的矮行星要比預期的遠得多。因此，這一發現可能會推翻我們200多年來對行星環形成的理解。論文于2月4日發表在《自然》雜志上，作者是里約熱內盧聯邦大學的Bruno Morgado及其合作者。

早在2002年，兩位天文學家就發現了這顆矮行星。它在距離太陽43個天文單位遠的地方運行，直徑約為1100公里，大約是冥王星的一半。2021年，Morgado及其合作者使用望遠鏡在掩星期間探測了矮行星Quaoar的大氣層。這個想法是，當行星從恒星前方經過時，恒星的光穿過行星大氣層時會先變暗，然后隨著行星主體擋住恒星而最終消失。通過分析星光變暗的速率，并比較不同過濾鏡中的調光，可以計算出大氣的密度壓力和成分等。

因為矮行星Quaoar很小，所以整個掩星只持續了不到一分鐘。但是當他們回去查看光變曲線時，他們注意到星光在掩星前后有兩個微小的下降。解釋這些下降的最好方法是矮行星Quaoar有一個環。更妙的是，他們回過頭來檢查了2018年之前的掩星數據，果然他們發現在這些光變曲線中，在掩星前后也有相同的下降。這使得矮行星Quaoar成為我們發現的第三個有環的太陽系小天體。

第一次發現有環的小天體是在2013年，當時小行星Chariklo遮擋了一顆恒星，光變曲線顯示在掩星之前和之后都發生了兩次下降，這意味著Chariklo實際上有兩個環，一個相對密集，另一個更稀疏。

2022年，詹姆斯·韋布太空望遠鏡在另一次掩星中再次探測到了這顆小行星的環。這一次小行星剛好從韋布望遠鏡的視線下方經過恒星，因此它沒有看到主要的掩星過程，但它仍然可以檢測到環引起的微小下降。

第二次發現有環的小天體在2017 年，在另一次掩星期間，在矮行星Haumea 周圍發現了另一個環。所以，在太陽系小天體中發現環并不一定是新奇的，但即便如此，矮行星Quaoar的環系統還是很奇怪，因為它的軌道離行星的距離比以前認為的要遠得多。

行星環被認為是衛星在離它的行星太近時形成的。在行星一定的距離之處，施加在衛星上的潮汐力變得如此之強，以至于它被撕裂并形成一個環。而這個距離最早是在1848年由法國天文學家愛德華·洛希計算出來的，現在它稱為洛希極限，它的確切值取決于衛星相對于其行星的密度和剛度。對于圍繞行星的典型衛星，洛希極限的值通常是兩到四個行星半徑的距離，而矮行星Quaoar的環距離行星超過七個半徑。

超出洛希極限的環本身并非不可能，但在那個距離上它們應該是不穩定的。在哪個距離上，來自矮行星的潮汐力不足以保持環被撕碎的狀態，環中的粒子會相互吸引形成更大的團塊，最終形成一個新的衛星。以這種方式形成一個衛星也不需要很長時間，像這樣的低質量環形成衛星只需要幾周時間。而2018年的數據顯示，它的環那時候就存在了。所以這到底是怎麼回事呢？

現在還不清楚如何才能讓如此致密的環在洛希極限之外保持穩定，任何外部擾動都應該導致環吸積形成衛星。不過，天文學家有一些猜測：矮行星Quaoar有一個衛星叫Weywot，這些環中的粒子可能會與該衛星產生軌道共振，防止它們吸積形成衛星。不過，我們對此應該持保留態度，因為我們對衛星Weywot沒有足夠的了解，還需要更多的觀測來支撐。