于2004年发现的妊神星是一颗矮行星,位于太阳系柯伊伯带冥王星轨道之外。2006年由于发现了妊神星和其他矮行星,冥王星被从行星的行列中降级为矮行星,妊神星在2008年被正式确认为矮行星。

研究称距离太阳64亿公里鸟神星没有大气

椭圆形形状类似于橄榄球或美式足球中使用的球,它有两个卫星和一个光环。由于它的光环,妊神星是一组太阳系天体中的一员,这些天体包括土星、天王星、海王星和木星,以及在木星和海王星之间轨道运行的行星charklo和Chiron。

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这张由欧洲南方天文台和《自然》杂志提供的艺术构想图展示了遥远矮行星——鸟神星的表面。

妊神星的光环从未被直接观测到,2017年一个国际天文学家小组推断出了它的存在,对一颗恒星掩星时的光波动进行了详细测量。在太空中,当一个物体从观察者的角度经过另一个物体时,就会发生掩星现象。

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这颗恒星的光是在地球上被妊神星遮挡被时观测到,位于巴西瓜拉廷圭塔的圣保罗州立大学工程学院全职教授Othon Cabo Winter说:它的亮度随着妊神星经过它的前方而降低,这使得天文学家能够获得关于妊神星形状的信息。

这颗冰冷的小行星位于充满冰冻天体的柯伊伯带中,距太阳40多亿英里,每隔约310年完成一次轨道运行。

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围绕在冥王星轨道之外的矮行星妊神星周围的光环,不过与土星环相比,其壮观程度还是远远不及,但至少人家还是有个环。图片:Kevin Gill / Wikimedia Commons

这张照片展示了多颗矮行星的大小。

当光环从恒星前面经过时,恒星的光线也会减弱,这使得他们也能获得关于光环的信息。2017年发现光环的研究人员表示,光环围绕妊神星轨道非常接近1:3的共振区,这意味着光环粒子每三次绕妊神星旋转一次。

北京时间11月27日消息,据国外媒体报道,科学家通过深入研究发现,7年前在太阳系边缘附近发现的一颗“矮行星”是个没有大气和生命的冰冻世界。科学家于2005年发现以波利尼西亚神命名的“鸟神星”,但直到现在才对这颗遥远行星的大小、形状和表面首次进行详细研究。

UEDBET西甲赫塔菲 ,温特、泰斯·里贝罗和加布里埃尔·博德斯·莫塔是UNESP轨道动力学和行星学小组的成员,他们的一项新研究表明,这种共振作用于环形粒子需要一定程度的偏心。根据温特的说法,这个环很窄,实际上是圆形的,这一事实阻止了共振的作用。

它是冥王星的三分之二,距太阳更远,是5个环绕太阳运行、被认为是矮行星的遥远世界之一。但它距太阳的距离不如已知最大的矮行星——阋神星。一个有望了解恒星掩星现象让欧洲南方天文台的天文学家发机会发现鸟神星是否有大气。这个问题一直以来困扰着科学家,现在他们发现这颗矮行星没有大气。

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这颗冰冷的小行星位于充满冰冻天体的柯伊伯带中,距太阳40多亿英里,每隔约310年完成一次轨道运行。欧洲南方天文台的这个科研小组还推断出鸟神星拥有一个扁球体的形状和外貌。它形如球体,但并不是完全圆形,就像地球一样。

然而,该小组确定了一种稳定、几乎是圆形的周期轨道特定类型,它与妊神星环位于同一区域,周期轨道是随着时间重复的轨道。研究不是观察性的,没有直接观察到戒指,原因是这个环非常脆弱,而且距离太远,地球上的天文观测站无法观测到。

这些研究人员综合分析了鸟神星在太空缓慢穿行时智利和南美洲望远镜观测到的数据。他们获得的结果令人吃惊:以前关于鸟神星的观察结果显示它有类似于冥王星稀薄大气的情形。科学家认为,冥王星大气只有地球大气的一百万分之一。

妊神星和太阳之间的平均距离是地球和太阳之间距离的43倍。研究完全是计算性的,基于对妊神星和土星环的现有数据模拟,根据牛顿万有引力定律(牛顿定律描述了行星的运动),科学家得出结论,土星环不在那个空间区域,这是由于1:3的共振,而是由于一系列稳定的周期轨道。

安达鲁西亚天体物理学研究所的约瑟-奥尔蒂斯博士表示:“鸟神星在一颗恒星前经过时把它挡住,于是看上去这颗红星就好像一下子消失了,然后又非常突然地出现,而不是逐渐消失然后渐渐变亮。这意味着这颗矮行星没有明显的大气。鸟神星被认为有一个很好的机会进化出大气来。从我们对精选出来的冰冷矮行星所进行的研究来看,第一次了解鸟神星的特性是非常重要的一步。”

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鸟神星缺乏月光同时距我们十分遥远,这使科学家很难对它进行研究。新的观测结果使欧洲南方天文台科研小组更准确地确定它的尺寸,判断它是否存在大气,还估算了大气密度。与此同时,天文学家还测量了它的反射率,也就是鸟神星表面反射多少太阳光。鸟神星的反射率约是0.77,相当于污雪的反射率,高于冥王星,但低于阋神星。如果反射率是1,就表示天体可百分百地反射照射到它上面的太阳光。一个反射率是0的黑色表面根本没有反射。

妊神星艺术概念及其主体与环比例正确的环系统。该环距离椭球体中心2287公里,比妊神星表面暗。图片:IAA-CSIC/UHU

恒星掩星现象很少发生,却使天文学家了解许多有关太阳系遥远矮行星周围时而稀薄和柔和的大气的信息。鸟神星身上发生掩星现象的几率非常低,因为它移动的太空区域没有多少恒星。准确预测和发现它们极其困难,而成功的观测被视为重大成就。

现在发表在英国《皇家天文学会月刊》上发表的2019年5月刊上研究中,研究人员研究了环所在区域内单个粒子的动力学。这篇论文背后的研究是由圣保罗研究基金会资助的主题项目“小天体在轨道动力学中的相关性”的一部分,并由巴西联邦政府通过CAPES、高等教育研究委员会和国家科学技术发展委员会资助。研究的主要目的是根据稳定区域的位置和大小来确定妊神星环的结构。研究人员也想找到戒指环存在的原因,特别感兴趣的是试图理解与1:3共振相关的动态结构。

奥尔蒂斯博士表示:“冥王星、阋神星和鸟神星都是众多距太阳很远的冰冻天体的较大例子。我们的新观测结果大大改善了我们对身为最大矮行星之一的鸟神星的了解。我们可用这个信息探索这些位于遥远太空深处的迷人天体。”

稳定区域

鸟神星最初被称为2005 FY9,是在2005年3月复活节后数日被发现的,于是博得“复活节兔子”的非正式昵称。2008年7月这颗矮行星被正式命名为鸟神星。这个名字来自复活节岛原住民神话中的人类创造者和代表生育的神。

研究人员利用庞加莱面切面技术分析了环所在区域的动力学。通过模拟粒子在该区域的运动轨迹,生成了计算机图形,其中稳定区域表示为岛屿,不稳定区域表示为不规则分布的点。由于1:3共振所发现的稳定区域具有高度偏心轨道,所以比能与环相容的轨道还要多。

一场有关正确定义行星的辩论结束后,国际天文联合会于2006年正式承认矮行星。该组织决定把冥王星降到矮行星的地位,这意味着太阳系现在有8颗“常规”行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。另外3颗矮行星是谷神星、妊神星和阋神星。

另一方面,在同一区域发现了稳定的区域,但轨道的偏心率较低,与环相匹配,这些区域被发现是由于一系列周期轨道。妊神星直径为1456公里,不到火星直径的一半,呈椭圆形,是火星宽度的两倍,绕太阳一周需要284年,这颗矮行星如此遥远。

最新一期《自然》杂志刊登了有关鸟神星研究的详细资料。

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妊神星形状和环的大小示意图。图片:Ortiz et al., Nature, 2017 Figure 3

《自然》发表相关论文摘要

到达它的阳光如此微弱,以至于它的表面温度是零下223摄氏度。夏威夷休眠火山莫纳克亚上的一个天文台的巨型透镜探测到了妊神星卫星Namaka和Hi'iaka。这颗矮行星是以夏威夷的生育女神命名,它的卫星也是以生育女神的女儿命名,它们被认为是矮行星和其他天体碰撞的结果。

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妊神星在不到4小时内完成一次自转,比太阳系中任何已知的平衡体旋转得都快。这可能与过去的暴力有关。天文学家们认为,当太阳系形成时,妊神星最初很像冥王星。数十亿年前,一个大型天体可能与妊神星相撞,将其表面的大部分冰驱逐出去,使其旋转速度远远超过其他矮行星。

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