北京時間4月29日消息，據美國宇航局官方網站報導，剛剛度過自己26歲生日的「老兵」哈勃空間望遠鏡近日再立新功：在外太陽系的矮行星之一——鳥神星的周圍發現了它的一顆衛星。鳥神星是太陽系內目前受國際天文學聯合會(IAU)正式承認的5顆矮行星之一，也是柯伊伯帶區域內亮度僅次於冥王星的第二亮天體。
這顆小衛星被臨時編號為S/2015 (136472)1，並有了一個「MK 2」的暱稱。這顆小衛星的亮度比鳥神星要暗弱1300倍。觀測發現這顆小衛星位於距離鳥神星大約1.3萬英裡(約合20921公裡)的位置上，其直徑大約為100英裡(約合160公裡)。相比之下，鳥神星直徑大約870英裡(約合1400公裡)。鳥神星本身也是在2005年才首次被發現的，其名字「Makemake」是用太平洋復活節島上土著人文化中的創造之神的名字命名的。
柯伊伯帶是海王星軌道外側的一個環狀區域，這是大約45億年前太陽系形成初期遺留下來的冰凍殘留物分布區，幾顆矮行星就在這裡圍繞太陽運行。其中的一些此前就已經被發現擁有衛星，但對於鳥神星而言這是首次被發現其周圍存在衛星。
取得這項發現的觀測工作是在2015年4月份利用哈勃空間望遠鏡的「廣角相機3號」設備開展的。哈勃望遠鏡擁有觀察明亮天體周圍暗弱天體的獨特能力，再加上其強大的解析度，讓天文學家們得以從鳥神星強烈的光輝中將這顆小衛星辨別出來。相關結果已經在近日的《小行星電子通報》(Minor Planet Electronic Circular)中進行了報告。
▲這張由哈勃空間望遠鏡拍攝的圖像顯示出鳥神星被發現的第一顆衛「MK 2」。這顆小衛星在圖像中位於鳥神星上方，由於鳥神星強烈的光輝，它相比之下顯得非常暗弱，幾乎難以看到
在研究中，科學家們使用了他們在2005年，2011年以及2012年時用來發現了冥王星附近多顆小衛星相同的哈勃觀測技術。先前的研究顯示鳥神星周圍空間並不存在其他天體。這項觀測任務的負責人，美國宇航局西南研究所的阿列克斯·帕克(Alex Parker)表示：「我們的初步估算顯示這顆小衛星相對我們的觀察角度是側面朝向地球，這就意味著很多時候當你對其進行觀測時，很容易因為被淹沒在鳥神星的光芒中而無法看到。」
一顆衛星的發現對於這個矮行星系統擁有重要意義。通過對這顆衛星軌道的測算，天文學家們能夠計算出這一系統的質量大小並據此推算其演化過程。另外，這顆小衛星的發現也進一步增強了科學家們此前的觀點，即很有可能絕大部分的矮行星都是擁有衛星的。
帕克表示：「鳥神星屬於較為少見的類冥王星天體，因此找到它的衛星具有重要意義。這顆衛星的發現將賦予我們重要的機會對鳥神星開展詳細的多的研究，而這在此前沒有發現衛星的情況下是難以實現的。」
當然，鳥神星衛星的發現將進一步增加鳥神星與冥王星之間的相似程度。這兩個天體的表面都已經被證實覆蓋著凝結的固態甲烷冰。就像此前科學家們對冥王星所做的研究那樣，對這顆新發現小衛星的研究將很快得到鳥神星的密度數據。這將是一項飛船關鍵的結果，因為它將讓科學家們判斷這兩顆天體的整體物質組成是否相似。美國宇航局西南研究所的研究組負責人馬克·博依(Marc Buie)表示：「這項新發現揭開了外太陽系比較行星學的新篇章。」
研究人員未來還將需要更多的哈勃觀測時間以便確定這顆衛星的運行軌道是圓形的還是橢圓形的。初步的估算顯示，如果這顆衛星的軌道是圓形的，那麼它的公轉周期將是大約12天或者更長時間。
▲藝術示意圖：鳥神星和新發現的小衛星。鳥神星系統到太陽的距離要比地球到太陽的距離遠50倍以上
確定這顆小衛星的軌道形狀將幫助科學家們判斷其成因。一個緊湊的圓形軌道往往意味著MK2衛星可能是鳥神星與另外一顆柯伊伯帶天體相互碰撞之後的產物。但如果這顆衛星擁有一個拉長形軌道，那麼它是一顆被鳥神星引力場捕獲的柯伊伯帶小天體的可能性將會大得多。但不管是哪種可能性，其發生時間一般都在數十億年之前，當時的太陽系還非常年輕。
這項發現或許還將有助於解決另外一個與鳥神星有關的問題。此前對這顆矮行星開展的紅外波段觀測顯示其表面幾乎完全是明亮的，溫度很低，其中部分區域的溫度似乎要比其他區域稍稍更溫暖一些。天文學家們認為這種溫暖區域的成因可能是由於這些地區地表顏色稍暗，因此會吸收更多的太陽光。然而，除非鳥神星處於一種特殊的朝向狀態，否則隨著鳥神星的自轉，這些暗色區域的分布也應該會發生相應變化才對。但這樣的變化迄今從未被觀測到過。
此前開展的這些紅外波段觀測解析度不夠高，未能將MK 2與鳥神星本體區分開。研究組根據哈勃空間望遠鏡的最新觀測結果，提出此前在紅外波段中觀測到的那些相對溫暖的區域成因其實很簡單，那就是MK 2衛星暗色的地面。
科學家們提出了很多設想來解釋為何MK 2衛星會擁有木炭一般黑暗的地表，即便其圍繞公轉的矮行星的地表顏色跟白雪一樣潔白。其中的一種觀點認為，與體型較大的天體，如鳥神星等不同，MK 2由於自身引力太弱，無法像鳥神星那樣形成一個明亮的冰雪地殼，而是在陽光作用下不斷發生升華，即從固態變為氣態並散失，從而暴露出下部的暗色物質。如果情況的確如此，那麼這顆小衛星就更像是一顆彗星或者其他柯伊伯帶天體，後者中的很多地表都是由一層暗色的物質覆蓋的。
當冥王星的衛星冥衛一在1978年被首次發現之後，天文學家們迅速計算出了冥王星系統的質量。根據新的計算結果，科學家們發現這顆當時還屬於大行星的天體的質量要比在1930年代最初發現它時估算的質量數值小數百倍。由於冥衛一的發現，天文學家們突然之間意識到冥王星和其他大行星之間存在著明顯的差異。帕克指出：「這就是一顆衛星的發現將能夠帶來的測量精度的革命性改進。」
哈勃空間望遠鏡是一項由美國宇航局(NASA)和歐洲空間局(ESA)聯合實施的大型國際合作項目。馬裡蘭州格林班特的美國宇航局戈達德空間飛行中心負責哈勃望遠鏡的運行管理；馬裡蘭州巴爾的摩的空間望遠鏡研究所(STScI)負責哈勃望遠鏡的科學操作，STScI本身是由美國大學天文研究協會(AURA)負責管理的。