Trong Vành đai tiểu hành tinh chính, có một số cơ thể lớn hơn đã bất chấp phân loại truyền thống. Lớn nhất trong số họ là Ceres, theo sau là Vesta, Pallas và Hygeia. Cho đến gần đây, Ceres được cho là vật thể duy nhất trong Vành đai chính đủ lớn để trải qua trạng thái cân bằng thủy tĩnh - nơi một vật thể đủ lớn đến mức lực hấp dẫn của nó khiến nó sụp đổ thành hình dạng gần như hình cầu.
Tuy nhiên, dường như có một cơ thể khác trong Vành đai chính đã giành được danh hiệu của hành tinh lùn lùn. Sử dụng dữ liệu từ thiết bị Exoplanet REsearch (SPHERE) có độ tương phản cực cao của Kính thiên văn cực lớn (VLT), một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã tìm thấy bằng chứng thuyết phục rằng Hygeia thực sự tròn, biến nó thành hành tinh lùn nhỏ nhất trong Hệ Mặt trời.
Ngay cả trước khi điều này được đưa ra ánh sáng, Hygeia đã thỏa mãn hầu hết các bằng cấp để được chỉ định là một hành tinh lùn - được Đại hội đồng IAU thông qua năm 2006. Theo các tiêu chuẩn và định nghĩa này, một hành tinh lùn lùn là:
Thân [A] thiên thể mà (a) ở trên quỹ đạo quanh Mặt trời, (b) có khối lượng đủ để tự trọng lực vượt qua các lực cơ thể cứng nhắc để nó có hình dạng cân bằng thủy tĩnh (gần tròn), (c) có không xóa vùng lân cận xung quanh quỹ đạo của nó và (d) không phải là vệ tinh.
Hygeia đã đáp ứng ba trong số các yêu cầu này, vì nó quay quanh Mặt trời, không phải là vệ tinh của một vật thể lớn hơn và không xóa vùng lân cận quỹ đạo của nó. Với dữ liệu mới nhất này chỉ ra rằng nó thực sự có thể tròn, Hygeia chính thức đáp ứng tất cả các bằng cấp. Pierre Vernazza, nhà nghiên cứu hàng đầu của nhóm từ Phòng thí nghiệm Laoato drosAstrophysique de Marseille (LAM), đã giải thích trong một thông cáo báo chí ESO:
“Nhờ khả năng độc đáo của thiết bị SPHERE trên VLT, một trong những hệ thống hình ảnh mạnh nhất trên thế giới, chúng tôi có thể giải quyết hình dạng Hygiea, hóa ra gần như hình cầu. Nhờ những hình ảnh này, Hygiea có thể được phân loại lại thành một hành tinh lùn, cho đến nay là nhỏ nhất trong Hệ Mặt Trời.”
Sử dụng SPHERE, Vernazza và các đồng nghiệp của mình cũng có thể đưa ra các ràng buộc chính xác hơn về kích thước Hygeia. Theo ước tính của họ, Hygiea có đường kính chỉ hơn 430 km (~ 270 mi), trong đó Ceres đo đường kính tương đối mạnh 950 km (590 mi) và Pluto đo được 2400 km (1490 mi). Theo ghi nhận, điều này khiến Hygeia trở thành hành tinh lùn nhỏ nhất được phát hiện cho đến nay.
Điều thú vị là các quan sát của nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng Hygeia không có miệng hố va chạm rất lớn trên bề mặt của nó, điều mà các nhà khoa học đang mong đợi ở đó. Điều này là do thực tế rằng Hygiea là thành viên chính của một trong những gia đình lớn nhất của các tiểu hành tinh trong Vành đai chính. Họ này chứa gần 7.000 thành viên carbon tối (loại C và loại B) và nằm ở khu vực bên ngoài của Vành đai chính.
Do sự giống nhau của chúng, tất cả các tiểu hành tinh này được cho là có nguồn gốc từ cùng một cơ thể bố mẹ (trong trường hợp này là Hygeia), sẽ được tạo ra bởi một sự kiện tác động lớn trong quá khứ. Do đó, các nhà thiên văn học đang mong đợi tìm thấy một dấu ấn lớn, sâu trên bề mặt Hygeia, điều có thể đã gây ra bởi sự kiện này.
Mặc dù có thể quan sát 95% bề mặt Hygeia, nhưng nhóm chỉ có thể xác định được hai miệng hố. Một trong hai miệng núi lửa này có thể đã được gây ra bởi tác động bắt nguồn từ các tiểu hành tinh Hygiea có thể tích tương đương với vật thể có kích thước 100 km. Chúng quá nhỏ, Miroslav Brož, đồng tác giả nghiên cứu của Viện nghiên cứu thiên văn thuộc Đại học Charles ở Prague cho biết.
Để điều tra bí ẩn này hơn nữa, nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng số để xác định Hygeia có thể trở thành hình cầu như thế nào trong khi cũng tạo ra một gia đình tiểu hành tinh. Họ xác định rằng đây có thể là kết quả của một vụ va chạm trực diện lớn với một vật thể có đường kính từ 75 đến 150 km (~ 45 đến 90 mi) đường kính khoảng 2 tỷ năm trước.
Theo mô phỏng của họ (xem video dưới đây) tác động bạo lực này sẽ phá vỡ hoàn toàn cơ thể phụ huynh. Theo thời gian, nhiều mảnh vỡ kết lại để tạo cho Hygeia hình dạng tròn trong khi tàn dư vẫn bị phá vỡ như các tiểu hành tinh. Loại sự kiện này, nơi hai cơ thể lớn va chạm vào Vành đai tiểu hành tinh, sẽ là một sự kiện độc nhất vô nhị trong suốt 3-4 tỷ năm qua.
Về mặt này, nghiên cứu mới nhất này không chỉ tiết lộ một ứng cử viên hành tinh lùn khác, mà còn cung cấp thêm manh mối về cách Vành đai tiểu hành tinh phát triển theo thời gian. Những loại nghiên cứu tiểu hành tinh chi tiết này hiện có thể nhờ vào sự ra đời của các kính thiên văn mạnh hơn và những tiến bộ trong tính toán số. Như Vernazza đã kết luận:
Nhờ vào VLT và thiết bị quang học thích nghi thế hệ mới SPHERE, chúng tôi hiện đang chụp ảnh các tiểu hành tinh vành đai chính với độ phân giải chưa từng có, thu hẹp khoảng cách giữa các quan sát sứ mệnh liên hành tinh và Trái đất.”
Nhóm nghiên cứu quốc tế gồm các nhà thiên văn học từ Trung tâm Quốc gia de la Recherche Scienceifique (CNRS), Trung tâm Carl Sagan của Viện SETI, Trung tâm Nghiên cứu và Công nghệ Vũ trụ Châu Âu của ESA (ESTEC), NASA JPL, Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO), MIT, và nhiều đài quan sát và trường đại học. Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên.
