浙江
天文学家首次探测到太阳系外一个微小天体周围的稀薄大气——此前被认为过小，无法支撑大气层存在。
数千个冰冻的岩石天体，称为海王星外天体（TNOs），存在于太阳系边缘的柯伊伯带，这些遗迹是45亿年前形成的遗迹。矮行星冥王星是这些TNO中最大的，得名是因为它们位于海王星轨道之外。
这些小天体的严寒温度和微弱的表面重力长期以来使天文学家认为它们无法保持大气层——除了冥王星，它有一个薄大气层。大气层，尤其是密集的大气层，通常形成在大型行星或卫星周围，包括土星最大的卫星土卫六。
与此同时，矮行星厄里斯、豪梅亚、马克马克和矮行星候选昆欧尔，这两颗继冥王星之后最大的TNOs，似乎没有大气层。
在一次罕见的观测机会中，日本天文学家发现了一个稀薄的大气壳，称为（612533） 2002 XV93，这是一项发表在《自然天文学》杂志周一发表的研究。
冥王星直径为2377公里，而2002 XV93仅跨约500公里。
这一意外发现——由日本国立天文台副教授兼高级讲师有松浩博士及其同事们完成——可能为人们提供前所未有的洞察，揭示大气如何形成和维持在小天体周围，并改变天文学家对柯伊伯带天体的看法。
随着2024年1月的临近，有松和同事们准备了一次独特的机会，从日本观测一颗明亮恒星经过的TNO卫星。
2002 XV93的轨道是柯伊伯带天体的标准轨道，且比矮行星小，因此它被认为与其他TNO没有区别。
但有松表示，像TNO在宇宙背景中被恒星照射的时刻，称为恒星掩星，是研究小型遥远天体大小、形状和特征的难得机会。研究人员在日本三个不同地点设立了天文台，分别使用京都和长野县的天文台，以及福岛的市民科学家运营望远镜。
随着TNO在恒星前方移动，恒星的光芒逐渐暗淡，暗示着大气层的存在。如果一个物体没有大气层，恒星会消失并以更清晰的方式重新出现。
有松在邮件中写道：“观测数据显示，恒星在阴影边缘附近亮度发生了平滑变化，持续约1.5秒。这种平滑的亮度变化，如果星光被物体周围非常稀薄的大气弯曲，自然可以解释。”
研究人员计算出2002 XV93的大气层比地球大气薄约500万到1000万倍——并怀疑两种可能的形成原因。
大气可能是冰冷小体上的冷火山产物，这些火山从表面下释放出甲烷、氮气或一氧化碳等内部气体。或者，另一颗柯伊伯带天体如彗星可能撞击了2002 XV93，也从地下释放气体。
有松表示，如果大气是因撞击而形成的，可能只能持续数百年。但他说，如果定期的冷冻火山活动通过释放气体来补充大气，这种状态可能会持续更久。
未来的观测，无论是通过更多恒星掩星机会，还是使用强大的詹姆斯·韦伯太空望远镜，都将帮助天文学家更好地描述大气的本质，确定其起源，以及大气随时间的演变。
有松说：“如果未来的掩星观测显示压力持续下降，这将表明撞击起因时间较短。”
韦伯望远镜还能探测来自该物体的甲烷或一氧化碳排放，并识别大气成分。
有松团队继续通过恒星掩星观测寻找其他TNO周围的大气。他们的发现有助于确定2002 XV93是否是罕见的例外，或者其他类似的小天体是否也拥有大气层。
“这是一个令人振奋的发现，”华盛顿特区卡内基科学研究所的工作人员科学家斯科特·S·谢泼德博士说，“曾认为像2002 XV93这样的天体太小，无法形成大气层，但这个结果表明事实并非如此。”
谢泼德未参与该研究，但他研究并发现了TNOs。
谢泼德指出，这一发现还凸显了2002 XV93近期活动的发现，无论是冻结气体的喷发，还是物质缓慢落回天体表面的余波。
谢泼德在一封电子邮件中写道：“这表明柯伊伯腰带并非一个寒冷的死地，而是充满了活动，拥有许多生命的基石。”
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