奇異的矮行星妊神星擁有星環

一次罕見的天體排列讓科學家得以確定這個世界的大小和形狀,並發現其星環

矮行星妊神星的藝術家印象圖,這是一個奇異的足球狀世界,至少伴隨著兩個衛星以及一個星環系統。

科學家們在矮行星妊神星周圍發現了一個星環系統。

今年早些時候,妊神星從地球和一顆遙遠的恆星之間經過,使行星科學家們能夠更好地瞭解這顆矮行星的形狀和大小。 新發現 今天(10月11日)在《自然》雜誌上公佈。

妊神星是居住在海王星以外一個區域的最大天體之一,該區域被稱為柯伊伯帶。 冥王星是該區域最大的居民,而妊神星與其較大的鄰居有一些共同的特徵。 兩者都圍繞太陽以高度拉長的路徑執行,該路徑會穿過其他行星天體的軌道; 冥王星穿過海王星的軌道,而妊神星穿過冥王星的軌道。 此外,這兩顆矮行星都以與八大行星路徑成一定角度的軌道執行,八大行星沿共同的平面圍繞太陽執行。 和冥王星一樣,妊神星也有衛星——至少有兩個,分別為希亞卡和納瑪卡。 [認識我們太陽系的矮行星(幻燈片)]


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妊神星在一個方向上的長度至少是另一個方向上的兩倍,這使它看起來更像一塊河卵石,而不是一顆像樣的行星。科學家認為,妊神星的極快自轉可能使其旋轉成這種形狀。妊神星上的一天只有4個小時,這使其成為太陽系中已知存在的自轉速度最快的巨大天體

宇宙排列

當妊神星於2017年1月21日從恆星URAT1 533-182543前方經過時,科學家們有機會更多地瞭解這個太空奇物。研究合著者巴勃羅·桑托斯·桑茲告訴Space.com,儘管物體從恆星前方經過的情況很常見,但很難準確預測這些事件的具體時間和地點。桑托斯·桑茲是西班牙格拉納達安達盧西亞天體物理研究所的天體物理學家。

桑托斯·桑茲的團隊協調了來自10個不同實驗室的12個望遠鏡,以觀察妊神星遮擋的星光,從而更好地確定其大小和形狀。通常,陰影比投射它們的物體大。例如,您可以將手移近或遠離手電筒,以使其陰影增大和縮小。但是,相對於妊神星而言,該恆星離地球太遠,以至於它以全尺寸投射了矮行星的陰影。

桑托斯·桑茲說:“這是一種非常強大的獲取尺寸的技術。” 研究人員發現,妊神星最長的軸至少橫跨1,430英里(2,300公里)——比之前的估計大17%。

對妊神星的更準確的測量使天文學家能夠計算出這顆矮行星的許多其他屬性。考慮旋轉,他們得到了它的3D形狀和體積。將其與質量(從其衛星的軌道得出)相結合,得出了妊神星的密度。 桑托斯·桑茲說,它低於之前的估計,但更接近其他柯伊伯帶天體(例如冥王星)的密度。

但是這些新的測量結果可能會使妊神星失去其矮行星的地位。儘管許多行星和矮行星並非完美的球體(例如,地球在赤道處略有膨脹),但它們都足夠大,以至於由於自身的引力而變得圓潤。相反,大多數較小的物體沒有足夠的引力來克服自身的剛性,因此它們最終形狀怪異或凹凸不平。此標準是矮行星有爭議的定義的核心,並且從該研究中出現的關於妊神星的更準確的影像似乎不符合該標準。

桑托斯·桑茲說:“我不知道這是否會改變矮行星的定義。 “我想可能會,但這可能需要時間。”

最令人驚訝的是,科學家們瞭解到妊神星有星環。

在妊神星從遙遠的恆星前方經過的當晚,桑托斯·桑茲和團隊負責人何塞·路易斯·奧爾蒂斯(也是安達盧西亞天體物理研究所的成員)查看了新資料。

桑托斯·桑茲說:“我們開始在光變曲線中看到一些奇怪的東西。” 在妊神星從恆星前方經過之前和之後,光線都變暗了,好像有什麼東西在遮擋它一樣。“我記得何塞·路易斯,從一開始就說,'好吧,這可能是一個星環'”,桑托斯·桑茲說。經過幾個月的仔細審查,證實了科學家最初的懷疑:結果表明,妊神星的赤道被一個寬43英里(70公里)的碎片環包圍,該環位於距離矮行星表面約620英里(1,000公里)處。

耶魯大學天文學家大衛·拉賓諾維茨(未參與這項研究)告訴Space.com:“星環通常是近期發生的碰撞的跡象。” 對於拉賓諾維茨來說,這意味著發生在數億年前到十億年前之間。 他補充說,尋找星環的起源使該系統變得更加有趣。 這是關於這顆矮行星的另一個謎,等待著解答。

連線點

妊神星的不尋常特徵(星環,衛星和不尋常的形狀)可能存在聯絡。 2007年,加州理工學院的一個團隊跟蹤了妊神星,它的兩個衛星(希亞卡和納瑪卡)以及一些共享該系統高水冰含量的柯伊伯帶天體(這在海王星軌道以外的天體中並不常見)的軌道。根據該研究,數學模型表明,當一顆較年輕,較大的妊神星撞擊另一個大型柯伊伯帶天體時,所有這些天體都起源了。碰撞使碎片飛散,並將矮行星甩入令人眼花繚亂的自轉中。 根據該研究,其中一些碎片以它們自己的方式在太陽周圍執行,其中兩個可能構成妊神星的衛星,而其餘的塵埃可能沉降形成一個環。 [太陽系的矮行星解釋(資訊圖)]

桑托斯·桑茲和拉賓諾維茨都告誡說,不要過早下結論。 桑托斯·桑茲說:“這只是其中一種理論。” “這不是定論。”

妊神星不是已知擁有星環的最小天體。 2013年,天文學家在188英里寬(302公里)的小行星卡里克洛周圍發現了星環,並且在2015年,研究人員宣佈,一顆類似的小行星,喀戎,也可能有星環。研究人員認為,這兩個屬於一組稱為半人馬座的小行星的天體也可能來自柯伊伯帶,這表明星環可能在這些天體中比科學家先前認為的更為常見。

桑托斯·桑茲說:“我也很確定,在未來五年內,我們將看到更多的星環。”

他補充說:“我認為最令人興奮的是,我們正處於關於小天體星環的科學的開端。” “所以我們不知道很多事情,但是隨著每一個新的發現,我們正在學習越來越多的東西。”

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