太阳系矮行星“妊神星”有个神秘斑点

这个遥远的、橄榄球状天体上的污点可能有助于揭示这颗矮行星是由什么构成的


支持科学新闻报道

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妊神星,这颗迷你行星的发现引发了国际争端,以及 2005 年声称发现它的两个团队之间至今未解决的口水战,现在又带着更多的谜团重返天文学界。

妊神星是一个细长的怪异天体,直径与冥王星大致相同,与冥王星共享三年前被命名的“矮行星”称号。它自转速度极快,每 3.9 小时自转一周,这可能解释了它为何像美式橄榄球。贝尔法斯特女王大学(位于北爱尔兰)的天文学家佩德罗·拉塞尔达表示,也许最有趣的是,妊神星一侧有一个斑点,可以提供有关其历史的线索。拉塞尔达本周在德国波茨坦举行的欧洲行星科学大会上介绍了他在妊神星上的研究成果。

当这颗矮行星于 2005 年宣布被发现时,它引发了两个研究团队之间的激烈争议。西班牙团队率先公布了妊神星的发现,但当计算机记录显示该团队显然访问了一个美国团队的数据(该团队已经追踪该天体数月)时,西班牙团队很快被指控违反了职业道德。国际天文学联合会尚未解决这个问题

最近,拉塞尔达及其同事在 2007 年进行的观测揭示了这颗矮行星在自转时反射亮度发生了明显的改变。“这个天体是蛋形的,所以当你从侧面看它时,它比从顶端看它时反射更多的阳光,”拉塞尔达说。但是,峰值反射率在一侧到另一侧之间有所不同,这表明在较暗的一侧存在一个暗斑。“就好像你在看一个白色的橄榄球,但其中一侧有一个斑点,所以整体看起来更暗,”拉塞尔达解释道。

更重要的是,这个斑点反射的红光比蓝光更多,这意味着它在可见光谱中呈现淡红色。这种淡红色可能来自妊神星冰冷表面上局部聚集的反射红光的有机化合物或吸收蓝光的矿物质。

今年一月,拉塞尔达发表了对妊神星进行红外线调查的结果,以进一步研究光学研究发现的暗红色斑点。第二次检查发现,在神秘的表面特征处,与水冰相关的反射带发生了变化,水冰被认为构成了妊神星表面的主要成分。拉塞尔达表示,这种变化可以用结晶态而非非晶态的冰来解释。

妊神星位于太阳系遥远的柯伊伯带,这是一个冰冷天体环,大致从海王星的轨道延伸到冥王星轨道的最远处。拉塞尔达解释说,在那个遥远的区域,冰通常呈非晶态,这是一种在极低温度下快速冻结过程中发生的随机分子排列。但是,如果冰被暂时加热并允许重新冻结,它可能会呈现更有序的结晶结构。

“我认为我在斑点上发现了更多的结晶水,这意味着过去斑点上的温度可能稍微高一些,所以它可能在那里被加热过,”拉塞尔达说。热源可能是小型天体的撞击——也许是一个带有有机分子的深红色天体——这可以解释斑点的许多特征,撞击物也可能是挖掘出妊神星内部矿物质的撞击物,但其内部物质成分尚不清楚。

如果这个斑点确实被证实是撞击坑,天文学家就可以窥探这颗矮行星的内部。但拉塞尔达承认,结晶水只是对红外线数据的一种可能的解释。“这一切都非常具有推测性,”他说。

“问题是我们不知道这个斑点有多大,”拉塞尔达说。妊神星非常遥远——甚至比冥王星还要远——以至于它的特征无法详细分辨。天文学家必须依靠它的整体属性来推断它的具体细节,在这种情况下,跟踪妊神星反射的总光量,以揭示有关斑点的细节。“它可能非常大,颜色差异不大,只是稍微偏红,比天体稍暗,或者它可能小得多,但更红更暗。”

拉塞尔达预定了明年三月在智利欧洲南方天文台甚大望远镜 (VLT)上的观测时间,希望能解开妊神星及其斑点的一些谜团。借助 VLT,他和他的同事将获得更高分辨率的矮行星光谱测量结果,这可能有助于缩小可能解释的范围。“这才是令人兴奋的事情,”拉塞尔达说。“也许我们能够分辨出这个斑点究竟是由什么构成的。”

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