鳥神星

鳥神星

鳥神星(Makemake),正式的名稱是(136472)Makemake,是太陽系內已知的矮行星中第三大的,也是傳統的柯伊伯帶天體族群中最大的兩顆之一。它的直徑大約是冥王星的四分之三。鳥神星沒有衛星,因此它是一顆孤獨的大海王星外天體。它極端低的平均溫度(大約30K)意味著它的表面覆蓋著甲烷並且可能有乙烷冰。最初被稱為2005 FY9的鳥神星(後來被編號為136472),是由麥可·E·布朗領導的團隊在2005年3月31日發現的;2005年7月29日,他們公布了該次發現。2008年6月11日,國際天文聯合會將鳥神星列入類冥天體的候選者名單內。類冥天體是海王星軌道外的矮行星的專屬分類,當時只有冥王星和鬩神星屬於這個分類。2008年7月,鳥神星正式被列為類冥天體。2016年4月26日,科學家宣布發現了鳥神星的衛星:鳥衛一(MK2)。鳥神星,是一種天文學學科的一種專有名詞。

基本信息

簡介

鳥神星鳥神星

鳥神星(英語:Makemake,發音為:/ˌmɑːkiːˈmɑːkiː/MAH-kee-MAH-kee或/ˌmɑːkeɪˈmɑːkeɪ/MAH-kay-MAH-kay),正式名稱為(136472)Makemake,是太陽系內已知的第三大矮行星,亦是經典柯伊伯帶天體中最大的兩顆之一。鳥神星的直徑大約是冥王星的四分之三。已知鳥神星有一個小衛星,小衛星比鳥神星暗1300倍,距離鳥神星大約20900公里,直徑大約160公里。鳥神星的平均溫度極低(約30K(-243.2℃)),這意味著它的表面覆蓋著甲烷與乙烷,並可能還存在固態氮。

發現

鳥神星鳥神星
發現者:麥可·E·布朗、查德·特魯希略、戴維·拉比諾維茨;

分類:矮行星、類冥天體、外海王星天體(類QB1天體);
2005年3月31日米高·布朗領導的團隊在發現了鳥神星,並在2005年7月19日將此發現與鬩神星的發現一同公布,但比妊神星的公布晚了兩天。
雖然鳥神星的相對亮度較高(約有冥王星的五分之一亮),但人們長久以來都沒有發現它,而事實上連許多更暗的古柏帶天體都已被發現了。這是因為多數搜尋小行星的活動都是緊鄰著黃道(從地球上觀察,太陽、月球和眾多行星所處的平面)進行的,畢竟在黃道附近發現小行星的幾率最高。因此,在早期的觀測中,人們並沒有發現鳥神星,這大概得歸咎於它的高軌道傾角,以及它被發現時的位置:當時它正位於北天后發座,處於離黃道最遠的地方。
1930年前後,在克萊德·湯博對外海王星星體的搜尋中,除冥王星外,鳥神星是唯一一顆其亮度足以讓湯博觀測到的矮行星。在湯博觀測的那段時間裡,鳥神星距黃道只有幾度,靠近金牛座和御夫座的交界處,視星等約為16.0等。很不幸的是,這一位置也相當靠近銀河,湯博幾乎不可能從密布恆星的背景中找出鳥神星來。發現冥王星後,湯博在多年裡仍在孜孜不倦地搜尋行星,但他終未發現鳥神星或任何其他的外海王星天體。

軌道參數

曆元 1955年1月28日(JD 2 435 135.5)
遠日點距離:7 939.7 Gm(53.074 AU)
近日點距離:5 760.8 Gm(38.509 AU)
軌道半長軸:6 850.3 Gm(45.791 AU)
軌道離心率:0.159
軌道周期:113 183 d(309.88 a)
平均公轉速度: 4.419 km/s
平均近點角: 85.13°
軌道傾角: 28.96°
升交點赤經: 79.382°
近日點輻角: 298.41°

物理數據

表面積: ~7 000 000 km²
平均密度: ~2 g/cm³(假定)
反照率:(幾何頁面幾何反照率並不存在,英語維基百科對應頁面為Geometric albedo。)
溫度:30-35K (假定反照率不變)
星等:16.7(沖)
絕對星等: -0.48

命名

在鳥神星的發現被公之於眾時,它曾使用過2005 FY9的暫定名稱。而在此之前,發現的團隊還曾使用“復活兔”作為該天體的代稱,因為它是在復活節過後不久被發現的。2008年7月,為了與IAU對傳統古柏帶天體命名的規則相一致,2005 FY9被以創造之神馬奇馬奇的名字來命名。馬奇馬奇是復活節島拉帕努伊族。原住民神話中的人類創造者與生殖之神,選擇這一名稱的部份原因是要保留該天體同復活節之間的關聯。2008年7月這顆矮行星被正式命名為鳥神星。這個名字來自復活節島原住民神話中的人類創造者和代表生育的神。

軌道

截至2009年,鳥神星距離太陽52天文單位(7,780,000,000千米);幾乎是在它軌道上離太陽最遠的地方。鳥神星的軌道與鬩神星非常相似:高達29°的軌道傾角和約0.16的中度離心率。然而,鳥神星的軌道在半長軸與近日點處都要離太陽稍微遠一些。它的軌道周期大約是310年,比冥王星的248年與鬩神星的283年都要長。鳥神星與妊神星現在的位置都遠離黃道——角距大約為29°。鳥神星將在2033年經過遠日點,而鬩神星已在1992年初經過遠日點。

分類

截至2009年,鳥神星距離太陽52天文單位(7,780,000,000千米);幾乎是在它軌道上離太陽最遠的地方。鳥神星的軌道與妊神星非常相似:高達29°的軌道傾角和約0.16的中度離心率。然而,鳥神星的軌道在半長軸與近日點處都要離太陽稍微遠一些。它的軌道周期大約是310年,比冥王星的248年與妊神星的283年都要長。遠日點,而妊神星已在1992年初經過遠日點。
鳥神星在分類上屬於傳統的古柏帶天體,意即它的軌道因遠離海王星而能長期保持穩定。不同於會穿越海王星軌道的冥族小天體,傳統柯伊伯帶天體已經擺脫了海王星的軌道擾動;這是因為冥族小天體與海王星之間存在2:3的軌道共振,而傳統天體在近日點處都比海王星遠離太陽。傳統柯伊伯帶天體的相對離心率較低(e低於0.2),因此像行星一樣的繞著太陽運轉。然而,鳥神星在此一族群中仍稱得上是一名“另類”,因為它相較於其他傳統古柏帶天體有著較大的軌道傾角。鳥神星與海王星之間可能存在著11:6的軌道共振,但需進一步的天文觀測資料來加以驗證。
2006年8月24日,國際天文聯合會(IAU)公布了對行星的新定義,其中將環繞太陽運行的天體明確地分為三類:“太陽系小天體”的質量小到不足以依靠自身引力形成球形表面;“矮行星”雖有足夠質量以形成球形,但仍不能清除其軌道上相似大小的天體;“行星”則不僅有足夠質量形成球形,且能清除其軌道上相似大小的天體。在此分類下,冥王星、鬩神星和穀神星被重新分類為矮行星。
2008年6月11日,在原有行星分類的基礎上,為了專門給海王星軌道外發現的矮行星進行分類,IAU進一步增加了類冥矮行星這一矮行星子分類。鬩神星和冥王星屬之,但穀神星卻不是。一顆未知是否達到流體靜力學平衡的天體,如要能被IAU歸類為類冥矮行星,則必須具有較高的亮度,其絕對星等必須小於或等於+1,這意味著只有鳥神星與妊神星可能符合這個資格。2008年7月11日,IAU/USGS的行星命名工作小組將鳥神星列入類冥矮行星,使它成為官方認定的矮行星,也是繼冥王星和鬩神星之後的第三顆類冥矮行星。

物理特徵

亮度

鳥神星運行軌道鳥神星運行軌道
鳥神星是繼冥王星之後第二亮的古柏帶天體,在3月於后髮座沖的時候視星等約為16.7等。這種亮度使用一門業餘的高檔望遠鏡就可以觀測到。鳥神星的反照率高達80%左右,由此估計其表面溫度約為30K。

形狀大小

鳥神星的精確大小還不是十分清楚,但依據史匹哲太空望遠鏡的紅外觀測數據以及與冥王星相似的光譜,可得出的直徑估計值約為1,500+400-200 km。這個數值比鬩神星略大,使鳥神星成為繼鬩神星和冥王星後的已知第三大外海王星天體。鳥神星現在已成為太陽系的第四顆矮行星,因為它在可見光波段的絕對星等已達-0.48等;這實際上確保了它擁有足夠大的質量來達到流體靜力學平衡並成為橢球體。

這顆冰冷的小行星位於充滿冰凍天體的柯伊伯帶中,距太陽40多億英里,每隔約310年完成一次軌道運行。歐洲南方天文台的這個科研小組還推斷出鳥神星擁有一個扁球體的形狀和外貌。它形如球體,但並不是完全圓形,就像地球一樣。

自轉

鳥神星鳥神星
鳥神星的自轉周期依然是未知的,因為尚未觀測到可辨識的光度變化。這其中有兩種可能的原因:其一是鳥神星寒冷的大氣將各處地表塑造得極為相似,其二是鳥神星可能是以極地對著地球的。如果是後一種情況,那么可以預料,鳥神星的地貌將極不對稱:當前可見的夏季半球要比冬季半球穩定得多。

光譜

類似於冥王星,鳥神星在可見光譜中呈現紅色,但要遠淺於鬩神星地表的紅色(參見外海王星天體的顏色比較)。

近紅外光譜顯示有甲烷(CH4)吸收頻帶頁面吸收頻帶並不存在。此前亦在冥王星與鬩神星上觀測到有甲烷存在,但後兩者的光譜特徵要明顯弱於鳥神星。

光譜分析顯示,鳥神星表面存在有直徑大於一公分的大顆粒甲烷晶體。除此之外,鳥神星表面還可能存在著大量的乙烷與托林。這些物質極有可能是甲烷受太陽輻射後光解的產物。托林物質可能是鳥神星可見光譜呈紅色的原因。

大氣

甲烷與可能存在的意味著鳥神星上可以短暫地存在大氣,這一現象與冥王星靠近其近日點時相似。如果鳥神星存在氮物質,那么氮氣將成為鳥神星大氣中的主要物質。大氣的存在也為氮的流失提供一種合理解釋:由於鳥神星的引力弱於冥王星、鬩神星與海衛一,鳥神星可能會因為大氣逃逸作用,而損失大量的氮;而甲烷雖輕於氮,但在鳥神星表面處於常溫(30-35 K)時,甲烷的蒸汽壓卻會明顯低於氮氣,這會抑制甲烷的逃逸;此過程的結果便是讓甲烷的相對含量不斷升高。

2011年4月,鳥神星從一顆背景恆星前經過時,一支國際天文學家小組抓住契機,利用山巔之上的望遠鏡對它進行了觀測。觀測發現,鳥神星的反射率大約是0.77,密度估計為1.7±0.3g/cm³,說明這是一顆由岩石和冰構成的小天體,沒有大氣。 鳥神星在一顆恆星前經過時把它擋住,於是看上去這顆紅星就好像一下子消失了,然後又非常突然地出現,而不是逐漸消失然後漸漸變亮。這意味著這顆矮行星沒有明顯的大氣。

衛星

尚未在鳥神星附近發現衛星。如果一顆衛星亮度可達主體的1%,且距鳥神星有0.4弧秒或更遠,那么它就有可能被探測到。相對地,其他較大的外海王星天體都至少擁有一顆衛星:鬩神星有一顆,妊神星有兩顆衛星,而冥王星則有三顆。預測大約有10%-20%的外海王星天體有一顆或更多的衛星。由於衛星能為質量測定提供一種簡單的方法,缺少衛星會令人們更加難以測定鳥神星的準確質量。

環境

在2011年4月,當鳥神星從一顆背景恆星前經過時,一支國際天文學家小組抓住契機,利用山巔之上的望遠鏡對它進行了觀測。天文學家發現,當鳥神星從恆星前面經過的時候遮擋住了它的光芒,但星光是以非常突然的方式消失和重現的,而不是以漸漸暗淡和增強的方式,說明這顆小矮行星沒有顯著的大氣層。
人們之前一直認為,鳥神星有很好的形成大氣層的條件,這說明我們對這顆神秘的天體實在了解太少了。
鳥神星發現於2005年,是一顆冰冷的矮行星,直徑大約是冥王星的2/3,距離太陽51個天文單位。之前人們曾認為鳥神星很可能有著類似冥王星上的隨季節變化的稀薄大氣層。
由於鳥神星的體積小、距離遠以及沒有天然衛星,這給天文學家進行觀測帶來了困難和挑戰。2011年4月份的這次鳥神星掩星事件,雖然僅僅持續了1分鐘,但是天文學家抓住契機,通過觀測鳥神星如何遮擋這顆恆星的星光,測量出這顆矮行星的體積、質量、密度和反射率等情況。觀測發現,鳥神星的反射率大約是0.77,密度估計為1.7±0.3g/cm³,說明這是一顆由岩石和冰構成的小天體。

太陽系內五大矮行星

2005年發現的鬩神星,是質量最大的矮行星,比冥王星還要大27%,也正是由於它的原因才使得行星的定義重新修訂,“冥王星”被排除出行星之列。按照新的定義,太陽系內總共有八大行星和五大矮行星。
冥王星 | 穀神星 | 鬩神星 | 妊神星 | 鳥神星

太陽系

行星水星金星地球火星木星土星天王星海王星
矮行星穀神星冥王星妊神星鳥神星鬩神星
衛星月球火星的衛星;小行星衛星木星的衛星;土星的衛星
天王星的衛星;海王星的衛星;冥王星的衛星;鬩衛一
太陽系小天體(小行星祝融型小行星;阿波希利型小行星;近地小行星;主帶小行星
半人馬小行星;海王星外天體
太陽系小天體(彗星掠日彗星周期彗星;無周期彗星
太陽系小天體(流星體流星雨流星隕石黃道光;黃道塵

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