哈勃望远镜发现鸟神星的卫星

2016-07-11 14:57 作者:admin 来源:网络

哈勃望远镜发现鸟神星的卫星


一直审视太阳系边缘的哈勃太空望远镜,近日发现一颗鸟神星的暗小卫星。鸟神星是在柯伊伯带第二亮冰态矮行星,亮度仅弱于冥王星。这颗卫星被暂时编号为S /2015(136472)1,昵称MK2 ,亮度比鸟神星弱1300多倍。 观测发现MK2距鸟神星约13,000英里,它的直径约为100英里。鸟神星直径约为870英里,于2005年被发现,以复活节岛拉帕努伊人的创造之神的 名字命名。

 


天文学家利用哈勃太空望远镜发现了鸟神星的卫星 。 鸟神星是第三大已知的穿越海王星轨道的天体,体积大约是冥王星的三分之二。对该卫星的进一步观察可以让天文学家计算出鸟神星的质量,从而对它的密度有更好的了解,并了解它的总体组成。哈勃太空望远镜一直对我们的太阳系研究起着重要的作用;它还发现了冥王星五个卫星的其中四颗。

来源:NASA/戈达德/Katrina Jackson

柯伊伯带保存着45亿年前太阳系形成时遗留下来的冰冻残留物,几颗矮行星也在此分布。其中一些矮行星已经被认定有卫星相随,但是鸟神星还是第一次被发现拥有卫星。鸟神星是获国际天文联合会认可的五颗矮行星之一。
 

相关观测工作是在2015年4月由哈勃望远镜的广域照相机3号(Wide Field Camera 3)实施的。哈勃望远镜拥有观察明亮天体附近暗弱天体的独特能力,再加上它高超的分辨率,天文学家便能够从鸟神星刺眼的光中分辨出这颗卫星。
 

这项发现已在近日的《小行星电子通报》(Minor Planet Electronic Circular)公布。

 


这张由哈勃望远镜拍摄的图像揭示了首颗被发现的鸟神星卫星“MK2”。在图像中这颗小卫星位于鸟神星的正上方,由于鸟神星强烈的光辉而黯然失色,几乎不可见。

哈勃望远镜上敏锐的广域照相机3号在2015年4月实行了观测。来源:NASA,ESA,A. Parker和M. Buie(SwRI)

观测小组曾使用相同的哈勃观测技术,于2005,2011和2012年发现冥王星的小卫星。但先前在鸟神星周围的探索扑了个空。美国宇航局西南研究院(在科罗拉多州博尔德市)该任务图像分析负责人Alex Parker说: “我们的初步估计显示,卫星的轨道似乎是侧面朝向地球,这就意味着大多时候当你观察这个系统时,容易因为鸟神星的亮光而错过卫星。

卫星的发现可以提供关于矮行hv588鸿运国际统的珍贵信息。通过测量卫星的轨道,天文学家可以计算出该系统的质量并深入探索它的演变过程。

这颗小卫星的发现还进一步稳固了大部分矮行星都有卫星的这一想法。
 

“鸟神星是罕见的类冥王星天体,所以找到它的卫星十分重要,”Parker说。 “这颗卫星的发现给了我们一个机会来更详细地研究鸟神星,这在此前未发现卫星时是难以办到的。

发现这颗卫星只增加了冥王星和鸟神星之间的相似程度。两个天体都已知被冷冻甲烷所覆盖。就像此前对冥王星所做的研究,科学家对该颗卫星的进一步研究将轻松得出鸟神星的密度数据。这一结果十分关键,它将表明冥王星和鸟神星的总体组成是否相似。美国宇航局西南研究所的研究组负责人Marc Buie表示:“这项新发现揭开了外太阳系比较行星学的新篇章。”

研究人员将需要更多哈勃望远镜的观测数据进行精确测量,以确定卫星的轨道是椭圆形还是圆形。初步估计显示,如果这颗卫星是在一个圆形轨道上,它的公转周期约12天或更长时间。

确定卫星轨道的形状有助于科学家追溯其成因。一个紧密的圆形轨道意味着MK2可能是鸟神星和另一颗柯伊伯带天体之间碰撞的产物。如果卫星处于一个椭圆形轨道,它更可能是被鸟神星从柯伊伯带捕获的天体。这两种情况都可能发生在数十亿年前,也就是太阳系还年轻的时候。
 

这一发现或许还可以解决的一个关于鸟神星的谜团。先前对这颗矮行星的红外研究显示,虽然鸟神星表面几乎完全是明亮和寒冷的,但部分地区稍温暖些。天文学家认为,这种差异可能是鸟神星表面的离散暗斑吸收阳光造成的。然而,除非鸟神星朝向一个特殊的方向,否则这些暗斑应该会使这颗矮行星在旋转的过程中的亮度大幅变化。但这种变化至今未被观察到。

之前的红外线数据没有足够的分辨率来区分鸟神星与MK2。该团队用最新的哈勃望远镜观测数据再次分析,结果表明,大部分被先前的红外光检测到的相对温暖区域,简单说来就是卫星MK2的暗色面。
 

这个艺术示意图展示了遥远的鸟神星和它那最新被发现的卫星(即MK2)。它们与太阳的距离是日地距离的50倍以上。

来源:NASA,ESA和A. Parker(西南研究所)

有几种设想来解释为什么即使MK2绕着像白雪一样明亮的鸟神星运转,却有着一个炭黑的表面。一种设想是,与鸟神星这样较大的天体不同,MK2太小,引力太弱,以至于不能形成一个明亮的冰壳,这个冰壳只得在太阳光的照射下升华,即从固态变为到气态。如此说来,该卫星与彗星和其他柯伊伯带天体很相近,它们大多都有被暗色物质覆盖的地表。

 

当冥王星的卫星卡戎于1978年被发现时,天文学家们快速计算出了冥王hv588鸿运国际统的质量。新计算出的冥王星质量比1930年初次发现它时所估算的质量小数百倍。卡戎的发现使得天文学家突然意识到了冥王星与其他行星之间的本质区别。Parker认为:“这就是发现一颗卫星所带来的测量变革。”

哈勃太空望远镜是NASA和欧洲航天局(European Space Agency)之间的国际合作项目。马里兰州格林贝尔NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland)负责管理哈勃望远镜;马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学运行。 STScI由美国大学天文研究会负责管理。