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妊神星的卫星

位于外太阳系的矮行星妊神星拥有两颗已知自然卫星：妊卫一和妊卫二。这些小卫星在2005年利用位于夏威夷凯克天文台的大型望远镜观察妊神星时被发现。

凯克天文台所拍摄的妊神星及其卫星。妊卫一位于妊神星（中）上，而妊卫二位于其下。
Hiʻiaka
发现
发现者迈克尔·布朗,
查德·特鲁希略,
大卫·拉比诺维茨等
发现日期2005年1月26日
编号
MPC编号Haumea I Hiʻiaka
其它名称(136108) 2003 EL61 I,
S/2005 (2003 EL61) 1
轨道参数[2]
半长轴49 880 ± 198 km
离心率0.0513 ± 0.0078
轨道周期49.12 ± 0.03 d
轨道倾角126.356 ± 0.064°
隶属天体妊神星
物理特征
平均半径~155 km
质量1.79 ± 0.11×1019 kg[2] (妊神星的0.45%)
平均密度(未知; 如果成分是冰或水，则近似为1)
自转周期~9.8 h
转轴倾角(未知)
反照率(未知)
温度32 ± 3 K
视星等20.3
Namaka
发现
发现者迈克尔·布朗,
查德·特鲁希略,
大卫·拉比诺维茨等
发现日期2005年6月30日
编号
MPC编号Haumea II Namaka
其它名称(136108) 2003 EL61 II,
S/2005 (2003 EL61) 2
轨道参数[2]
半长轴25657 ± 91 km[2]
离心率0.249 ± 0.015 (2009年; 变量)
轨道周期18.2783 ± 0.0076 d[4]
轨道倾角113.013 ± 0.075°
隶属天体妊神星
物理特征
平均半径~85 km
质量1.79 ± 1.48×1018 kg[2]
(妊神星质量的0.05％)
平均密度(假定为接近1)
自转周期(未知)
转轴倾角(未知)
反照率(未知)
温度32 ± 3 K
视星等21.9[5]

妊神星的卫星在多方面都有不寻常之处。它们属于妊神星族，妊神星的碰撞家族，在数十亿年前一次破坏了妊神星冰幔的巨大撞击所产生的碎冰中形成。妊卫一是较大且较远的卫星，表面存在大量的水冰，这在古柏带天体中甚为罕有。[6]妊卫二的质量大约为妊卫一的十分之一，轨道倾角异常地高，其轨道也时常受较大的卫星所影响。

发现及命名

2005年，一个来自加州理工学院的团队使用凯克天文台观察妊神星（当时仍称为2003 EL61）时发现了两颗小卫星。妊卫一于2005年1月26日发现，[7]临时编号为S/2005 (2003 EL61) 1。[8]妊卫二则于2005年6月30日发现，临时编号为S/2005 (2003 EL61) 。[9]2006年9月7日，两颗卫星都获得了小行星编号，并分别录入微型小行星目录，编号为(136108) 2003 EL61 I和(136108) 2003 EL61 II。

2008年9月17日，国际天文联会宣布了2003 EL61及这两颗卫星的永久命名：(136108) Haumea I Hiʻiaka及(136108) Haumea II Namaka。[10]两颗卫星均以主管生育和生殖的女神好婺妹阿（妊神星）的女儿命名。希亚卡（妊卫一）是舞蹈女神及夏威夷岛的守护神，而夏威夷岛是毛纳基山天文台所在之地。[11]娜玛卡（妊卫二）则是海水之神，她曾将妹妹培嫘（火山之神）的岩浆通过海水冷却下来，并形成新的土地。[12]

在夏威夷神话中，好婺妹阿的众多儿女来自她身体的各个部分。[12]矮行星妊神星几乎完全由岩石组成，只有表面一层冰。一次猛烈地撞击不但把原来的冰幔几乎全部撞走，而且使妊神星达到现在的高自转速度。撞击后的碎片形成了目前古柏带中的妊神星族天体，因此有可能存在更远的，比妊卫二更小的卫星，但至今仍未发现过。不过，哈勃太空望远镜的观察肯定了在妊神星引力影响范围（希尔球）的十分之一距离内（体积的0.1%）没有亮度大于妊神星0.25%的额外卫星。[13]因此存在更多卫星的可能性非常低。

表面属性

妊卫一是较远、较大及较亮的卫星，直径大约为350公里。[14]其红外线光谱中在1.5、1.65和2微米波长有强烈的吸收线，符合几乎完全由水冰晶体组成的卫星表面。[6][15]这种奇特的光谱特性以及它和妊神星相似的吸收光谱，证明这个卫星系统并非是在古柏带中捕获而来的，而是来自妊神星本身的碎片。[16]

这两颗卫星大小的估算假设它们和妊神星有相同的红外线反照率，因为根据光谱，它们的表面组成物质是相同的。妊神星的反照率是由史匹哲太空望远镜量度的，由于其卫星太小并太接近妊神星，因此地面望远镜未能独立观测。[17]根据这个假设，妊卫二（质量大约为妊卫一的十分之一）的直径约为170公里。[5]

哈勃太空望远镜有足够高的角分辨率，因此能分辨妊神星与其卫星的光线。哈勃上的近红外线照相机和多目标分光仪对妊神星系统进行测光后，确认了位于1.6微米的光谱线证明卫星上水冰的量至少与妊神星的相似。[17]

妊神星的两颗卫星太昏暗，因此任何小于2米光圈的望远镜都无法观测得到。妊神星本身的视星等却有17.5，使它成为古柏带中在冥王星和鸟神星之后的第三亮天体，只要使用大型业馀望远镜便能容易地观测得到。

轨道特性

 
妊卫一（蓝）和妊卫二（绿）的轨道

妊卫一沿著几乎圆形的轨道每49天围绕妊神星一圈。[14]妊卫二则沿著高度椭圆的密切轨道运行，每18天绕妊神星一圈。直至2008年，它的轨道和妊卫一的轨道呈13°倾角，且其轨道受妊卫一的摄动。[9]由于形成妊神星卫星的撞击在太阳系历史的早期发生，[18]因此经过接著的数十亿年内，其轨道应该已经通过潮汐阻尼成为较圆的轨道。目前的研究指出，妊卫二的轨道受到妊卫一轨道共振的影响，[9]并多次进出这种共振关系。现在它们正处于或接近8:3轨道共振。[9]这种关系使得妊卫二受到强大的摄动，也使其进动达到约20°。[9]

目前，妊神星卫星系统的轨道平面与从地球的视线几乎平行，妊卫二有规律地掩食妊神星。[19][20]人们通过观察这种掩食现象可以准确地量度出主星及其卫星的大小与形状，例如在1980年代末所发生在冥王星和冥卫一之间的掩食。[21]掩食期间细小的亮度变化需要用到中等光圈的专业望远镜才能探测得到。[22]妊卫一上一次掩食妊神星是发生在1999年，几年之后才被发现，而下一次掩食则要等到130年以后。[23]

序号
[note 1]
 名称 平均直径
（km） 		质量
（×1021 kg） 		半长轴（km） 轨道周期
（天） 		离心率 轨道倾斜度（°） 发现日期
1 妊卫二 Namaka ~170? 0.00179 ± 0.00148[13]
（约妊神星的0.05%）		 25657 ± 91[13] 18.2783 ± 0.0076[13][note 2] 0.249 ± 0.015[13][note 3] 113.013 ± 0.075[13]
（相对于妊卫一为13.41 ± 0.08°）[note 3]		 2005年6月
2 妊卫一 Hiʻiaka ~310 0.0179 ± 0.0011[13]
（约妊神星的0.5%）		 49880 ± 198[13] 49.462 ± 0.083[13][note 2] 0.0513 ± 0.0078[13] 126.356 ± 0.064°[13] 2005年1月

参见

外部链接

备注

  1. ^ 根据与妊神星的平均距离排列。
  2. ^ 2.0 2.1 根据开普勒定律。
  3. ^ 3.0 3.1 直至2008年，妊卫二的离心率和轨道倾角由于古在机制的摄动是可变的。

参考资料

  1. ^ In US dictionary transcription, 美国字典发音： hē′·-ē·â′·kə.
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 D. Ragozzine, M. E. Brown Orbits And Masses Of The Satellites Of The Dwarf Planet Haumea = 2003 EL61, To appear in The Astronomical Journal (2009) Preprint on arXiv
  3. ^ In US dictionary transcription, 美国字典发音： nâ·mâ′·kə.
  4. ^ M. E. Brown. Orbits and Masses of the 2003 EL61 Satellite System. [2008-10-17].  [失效链接]
  5. ^ 5.0 5.1 (136108) Haumea, Hi'iaka, and Namaka. Johnstonsarchive.net. [2009-02-01]. （原始内容存档于2017-12-21）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Barkume, K. M; Brown, M. E.; Schaller, E. L. Water Ice on the Satellite of Kuiper Belt Object 2003 EL. The Astrophysical Journal. 2006-03-20, 640 (1): L87–L89. doi:10.1086/503159. 
  7. ^ M. E. Brown, A. H. Bouchez, D. Rabinowitz. R. Sari, C. A. Trujillo, M. van Dam, R. Campbell, J. Chin, S. Hardman, E. Johansson, R. Lafon, D. Le Mignant, P. Stomski, D. Summers, and P. Wizinowich. Keck Observatory Laser Guide Star Adaptive Optics Discovery and Characterization of a Satellite to the Large Kuiper Belt Object 2003 EL61. The Astrophysical Journal Letters. 2005-09-02, 632: L45–L48. Bibcode:2005ApJ...632L..45B. doi:10.1086/497641. 
  8. ^ Kenneth Chang. Piecing Together the Clues of an Old Collision, Iceball by Iceball. New York Times. 2007-03-20 [2008-10-12]. （原始内容存档于2014-11-12）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 D. Ragozzine, M. E. Brown, C. A. Trujillo, E. L. Schaller. Orbits and Masses of the 2003 EL61 Satellite System. AAS DPS conference 2008. [2008-10-17]. （原始内容存档于2013-07-18）. 
  10. ^ News Release - IAU0807: IAU names fifth dwarf planet Haumea. International Astronomical Union. 2008-09-17 [2008-09-18]. （原始内容存档于2012-03-26）. 
  11. ^ Dwarf Planets and their Systems. US Geological Survey Gazetteer of Planetary Nomenclature. [2008-09-17]. （原始内容存档于2011-08-17）. 
  12. ^ 12.0 12.1 Robert D. Craig. Handbook of Polynesian Mythology. ABC-CLIO. 2004: 128. ISBN 1576078949. 
  13. ^ 13.00 13.01 13.02 13.03 13.04 13.05 13.06 13.07 13.08 13.09 13.10 Ragozzine, D.; Brown, M.E. Orbits and Masses of the Satellites of the Dwarf Planet Haumea = 2003 EL61. The Astronomical Journal. 2009, 137 (6): 4766. Bibcode:2009AJ....137.4766R. arXiv:0903.4213  . doi:10.1088/0004-6256/137/6/4766. 
  14. ^ 14.0 14.1 Brown, M. E.; van Dam, M. A.; Bouchez, A. H.; Le Mignant, D.; Campbell, R. D.; Chin, J. C. Y.; Conrad, A.; Hartman, S. K.; Johansson, E. M.; Lafon, R. E.; Rabinowitz, D. L.; Stomski, Jr., P. J.; Summers, D. M.; Trujillo, C. A.; Wizinowich, P. L. Satellites of the Largest Kuiper Belt Objects. The Astrophysical Journal. 2006-03-01, 639 (1): L43–L46. doi:10.1086/501524. 
  15. ^ Dumas, C.; Carry, B.; Hestroffer, D.; Merlin, F. High-contrast observations of (136108) Haumea. Astronomy & Astrophysics. 2011-03-09, 528: A105. doi:10.1051/0004-6361/201015011. 
  16. ^ Michael E. Brown. The largest Kuiper belt objects (PDF). CalTech. [2008-09-19]. （原始内容存档 (PDF)于2012-11-13）. 
  17. ^ 17.0 17.1 Fraser, W.C.; Brown, M.E. NICMOS Photometry of the Unusual Dwarf Planet Haumea and its Satellites. The Astrophysical Journal Letters. 2009, 695: L1. Bibcode:2009ApJ...695L...1F. arXiv:0903.0860  . doi:10.1088/0004-637X/695/1/L1. 
  18. ^ Michael E. Brown, Kristina M. Barkume; Darin Ragozzine; Emily L. Schaller. A collisional family of icy objects in the Kuiper belt. Nature. 2007-01-19, 446 (7133): 294–296. Bibcode:2007Natur.446..294B. PMID 17361177. doi:10.1038/nature05619. 
  19. ^ IAU Circular 8949. International Astronomical Union. 2008-09-17 [2008-12-06]. （原始内容存档于2009-01-11）. 
  20. ^ Mutual events of Haumea and Namaka. [2009-02-18]. （原始内容存档于2018-10-06）. 
  21. ^ Lucy-Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. Encyclopedia of the Solar System. 2007 [2008-10-17]. ISBN 9780120885893. 
  22. ^ D. C. Fabrycky, M. J. Holman, D. Ragozzine, M. E. Brown, T. A. Lister, D. M. Terndrup, J. Djordjevic, E. F. Young, L. A. Young, R. R. Howell. Mutual Events of 2003 EL61 and its Inner Satellite. AAS DPS conference 2008. [2008-10-17]. [永久失效链接]
  23. ^ Mike Brown. Moon shadow Monday (fixed). Mike Brown's Planets. 2008-05-18 [2008-09-27]. （原始内容存档于2019-10-08）. 


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