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2012 年 1 月 29 日
   

小行星 (29):妊神矮行星 (136108 Haumea)

文字提供 : 陳輝樺

說明 : 2004 年 12 月 28 日美國海王星外天體 (Trans-Neptunian object) 天文學家米高•布朗 (Michael E. Brown,1965. 6. 5. -)、乍德•特魯希略 ( Chadwick A. Trujillo,1973.11.22. -) 和大衛•拉比諾維茨 (David Lincoln Rabinowitz,1960.-) 從一堆於 2004 年 5 月 20 日拍攝的一系列海王星外相片中發現妊神矮行星 (136108 Haumea,原名編號 2003 EL61 ) 。2008 年 9 月 17 日國際天文聯合會將這顆天體定為矮行星,並為了與國際天文聯合會 (IAU) 對傳統庫柏帶天體命名的規則相一致, 大衛•拉比諾維茨提出以夏威夷保育女神 Haumea 命名這顆新發現的 小行星體 (Asteroids) ,用於紀念發現的夏威夷地點。妊神矮行星 (136108 Haumea) 質量 (mass) 約 4.2  × 1021 公斤 (約冥王矮行星質量的 28%) 是 太陽系 裡已知的第 4矮行星 (dwarf planet),亦是傳統 庫柏小行星帶  (Kuiper belt) 天體中較大的矮行星之一。

           儘管人們尚未直接觀測到妊神矮行星的形狀,但由光變曲線計算的結果顯示,妊神矮行星具有獨特呈現橢球形的極度形變,其長半軸是短半軸的兩倍。儘管妊神矮行星和球形相差甚遠, 但其橢球的形狀肇因於高速旋轉,依據推算其自身 重力 (gravitational force) 仍足以維持流體靜力平衡,因此符合 矮行星的定義 。天文學家認為,妊神矮行星與其他已知的庫柏帶天體不同,它沒有厚厚的冰函包裹著的小型岩石核心,而 是幾乎完全以固態岩石構成。天文學家推測 ,妊神矮行星之所以具備扁長的外觀、罕見的高速自轉、高密度和高 反照率 (Albedo) 0.7 等特徵,是在一億年以前發生巨大碰撞 (giant collision) 的結果。使得妊神星成為碰撞家族中最大的成員,幾顆大型的海王星外天體以及妊神星的兩顆已知衛星 (Haumea I Hiʻiaka Haumea II Namaka) 也是該家族的成員。 妊神矮行星的軌道離心率略大於其碰撞家族的其他成員,據推測是妊神矮行星對 海王星 (Neptune) 存在微弱的五階 12 : 7 軌道共振所導致,右上圖動畫所示。

           2005 年間 雙子星天文台 凱克天文台 的望遠鏡獲取到的妊神矮行星 光譜 分析顯示,妊神矮行星表面類似於 凱倫 (Charon,冥衛一) 富含大量結晶 水冰 。這一種形成於 110 K 溫度下的結晶冰形態是件獨特發現,而妊神矮行星的 表面溫度 約低於 50 K,在此溫度下通常會形成無定形體的冰。此外, 也因為在 宇宙射線 的持續照射和 太陽高能粒子太陽風 (Solar wind) 對海王星外天體的吹襲下,結晶冰的結構很難保持穩定。 以及可能存在著大量因甲烷受太陽 紫外光 輻射後分解的乙烷 (C2H6) 與托林 (tholins) 物質等 有機 產物。托林物質可能是海王星外天體 (TNOs)  在可見光譜波段 呈現更紅更暗的原因。妊神矮行星表面雪亮、反照率的範圍在 0.6 ~ 0.8 之間,與其富含結晶冰的推論一致。根據表面光譜的摩擬推測,妊神矮行星表面可能有 66% ~ 80% 的區域被純結晶水冰所覆蓋。

 
            妊神矮行星 (136108 Haumea)  的基本資料如下:(左上圖是凱克天文台 望遠鏡所攝影像,而中上圖是天體藝術家想像中妊神矮行星及其衛星的圖像)

星體
名稱
軌道半
徑 (AU)
公轉週期
(地球年)
軌道在黃
道面傾角
軌道離心率 長寬高
(公里)
約月球的
直徑比例
質量
(×1021 公斤)
旋轉週期
(小時)
表面
重力
表面
溫度

Haumea

43.132 283.28 28.22° 0.195 718 × 575 ~ 650 18.7% ~ 4.2 3.915 0.44 m/s² < 50 K

 

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