妊神星是柯伊伯帶的一顆矮行星,正式名稱為(136108) Haumea。妊神星是太陽系的第四大矮行星,它的質量是冥王星質量的三分之一。2004年,麥可·E·布朗領導的加州理工學院團隊在美國帕洛瑪山天文臺發現了該天體;2005年,奧爾蒂斯領導的團隊在西班牙內華達山脈天文臺亦發現了該天體,但後者的聲明遭到質疑。2008年9月17日,國際天文聯合會(IAU)將這顆天體定為矮行星,並以夏威夷生育之神哈烏美亞為其命名。 妊神星是一顆新近發現的大型柯伊伯帶天體,被編號為2003 EL61,並被暫時暱稱為「桑塔」,它的自轉速度非常快,沒有任何一顆直徑大於100公裡的已知天體擁有如此的自轉速度。 在所有的已知矮行星中,妊神星具有獨特的極度形變。
儘管人們尚未直接觀測到它的形狀,但由光變曲線計算的結果表明,妊神星呈橢球形,其長半軸是短半軸的兩倍。儘管如此,據推算其自身重力仍足以維持流體靜力平衡,因此符合矮行星的定義。天文學家認為,妊神星之所以具備形狀伸長、罕見的高速自轉、高密度和高反照率(因其結晶水冰的表面)這些特點,是超級碰撞的結果;這讓妊神星成為了碰撞家族中最大的成員,幾顆大型的海王星外天體以及妊神星的兩顆已知衛星亦是該家族的成員。 分類 編輯 妊神星是一顆類冥天體,該術語用於描述位於海王星軌道以外的矮行星。妊神星的矮行星地位,意味著它被認為有足夠的質量以自身的重力維持近似圓球的形狀,但不能清除鄰近的小天體。儘管妊神星和球形相差甚遠,但其橢球的形狀肇因於高速旋轉,類似水氣球旋轉時伸長的現象,而非其自身重力無法克服物質抗壓強度所致。
妊神星曾在2006年被小行星中心歸類為經典柯伊伯天體,但現已被除名。[1] 對標稱軌線的研究表明,妊神星是五階7:12共振天體,因為其35天文單位的近日點距離接近於海王星的穩定極限。帕洛瑪山天文臺的數字巡天曾於1955年3月22日發現過妊神星。[2] 但當時需要更多的觀察以確定其是否處於運動狀態。 質量 編輯 2003 EL61的質量可透過其衛星的軌道以及克卜勒第三定律去計算,初步得出的結果為4.2×10 kg,約為冥王星系統的28%。 地質 編輯 據雙子星天文臺所得的光譜資料,該天體可能存有冰水,與冥衛一的結果相似。同時也在2003 EL61表面找到甲烷冰,意味著它從未曾接近太陽。 軌道和自轉 編輯 據小行星中心的報告,該天體的日距約為51個天文單位, 其近日點約為35個天文單位,比冥王星平均日距的39個天文單位要近。由於該天體的運行速度緩慢,軌道傾斜角約為28°
,比冥王星的軌道(傾斜角17°)更為神秘,因此才較遲為人們所發現。該天體可能是類冥天體(Plutino)之一。 妊神星有著經典柯伊伯帶天體的典型軌道,軌道周期為283地球年,近日點約為35天文單位,軌道傾角約28°。1992年初,妊神星經過了遠日點,當前離太陽距離超過50天文單位。 妊神星的軌道離心率略大於其碰撞家族的其他成員,據推測,是妊神星對海王星存在微弱的五階12:7軌道共振所致;由於導致軌道傾角和離心率互換的古在效應,妊神星在近十億年來逐漸偏離了其原始軌道。 妊神星的目視星等為17.3,是柯伊伯帶第三亮的天體,僅次於冥王星和鳥神星,使用大型業餘望遠鏡也可輕易觀察到。然而,由於行星和多數太陽系小天體大都形成於太陽系的原始盤中,位於共同軌道路徑上;因此,絕大多數早期的遠距天體觀測都將目光聚集於共同平面在天空上的投影中,亦即黃道上。隨著對黃道附近天區的探索逐步充分,後來的天文觀測開始探索軌道傾角較高的天體,以及平均運動更慢的遠距天體。當這些觀測覆蓋到妊神星所在天區時,高軌道傾角、
(當前)距離黃道甚遠的妊神星終被發現。 妊神星的亮度波動周期很短,只有3.9小時,唯一的解釋是其自轉周期也是這一長度。[3] 這要快於其餘已知的太陽系平衡天體,以及其餘已知的直徑大於100千米的天體。妊神星的高速自轉被認為是一次碰撞導致的,這次碰撞同時創造了妊神星的衛星及其碰撞家族。[4] 形成 娜瑪卡是妊神星與其他天體相撞生成的另一個產物,它大約是在45億年前,在太陽系形成之初產生的。他們猜測的撞擊事件,告訴天文學家一些有關早期柯伊伯帶的事情。妊神星是一個非常大的天體,它可能曾與一個重量相當的天體撞在一起。布朗說,「柯伊伯帶裡很少有特別大的天體」,因此這可能是一次偶然相撞,或者也有可能是柯伊伯帶裡擁有比當前更大的天體。 希伊亞卡和娜瑪卡並不是這次撞擊事件的唯一產物;這顆矮行星周圍還有一些更小的碎片,它們圍繞著柯伊伯帶周圍的相同軌道運行。
布朗說:「它們中最大的一顆直徑有100英裡,最小的僅是一個小冰球。」這種結構使得妊神星的名字顯得格外貼切:妊神星是夏威夷生育之神,是夏威夷很多其他神的母親,其中包括希伊亞卡和娜瑪卡,這些神在出生時都是龐然大物。 速度 每兩小時妊神星的亮度會變的更亮或更暗,而且亮度增、減值大約都是25%。如果它是圓的,這項發現將意味著它每兩小時就能旋轉一周,這種旋轉速率簡直令人難以置信,如果按照常理進行推測,它應該早已被撕成碎片了。於是天文學家推測說,這顆行星很有可能被拉長了,它每4小時旋轉一周。 形狀 編輯 這顆行星的直徑跟冥王星一樣,質量是它的三分之一,但是形狀「卻像一根被壓扁的雪茄」。從妊神星的形狀和它的衛星來看,它都稱得上是一顆奇怪的天體,然而它位於海王星的軌道以外,卻能反映出太陽系的衝撞史和柯伊伯帶的早期環境,更是一奇。
妊神星是太陽系裡旋轉速度最快的天體。它的奇怪形狀是快速旋轉的直接結果。 體積 編輯 在體積方面,如果它只是一顆普通的天體,便只能以猜測 妊神星 來估計其大小。同時,人們觀測得2003 EL61的光度變化頗大,比冥王星每6天自轉周期出現的35%光度變化還要大。這種情況是因為它的形狀被拉長,這樣也限制了其密度數字的上限,因為天體密度越大,便會越不容易被拉長,因此人們認為行星內部並非由冰塊,而是由巖石組成的,密度約為3 g/cc左右。憑著質量及密度數字,人們便可計算該天體的尺寸。 如果以上推測準確,它最長的直徑會與冥王星差不多,而最短直徑大約是冥王星直徑的一半,使之成為最大的外海王星天體之一,小於鬩神星及冥王星,大於小行星90377「塞德娜」、90482「厄耳枯斯」及50000創神星,還有新發現的2005 FY9也可能比它稍大。天文學家阿西莫夫建議把該天體分類為「mesoplanet」,即大小介乎水星及小行星穀神星之間,全數7顆天體皆可納入。 2003 EL61的自轉周期少於四小時,人們相信這樣快的速度並非由距離行星漸近或漸遠的衛星所造成,可能是因為受到其他天體撞擊,其熱力使行星表面的水份蒸發掉,表面餘下冰層覆蓋。