240億公里外發現冥王星姊妹星(圖)

240億公里外發現冥王星姊妹星(圖)http://www.sina.com.cn2011年11月02日09:44新浪科技微博

矮行星——鬩神星

哈勃空間望遠鏡拍攝的冥王星

　　新浪科技訊 北京時間11月2日消息，據國外媒體報道，2006年，在布拉格召開的第26屆國際天文學聯合會(IAU)會議上通過決議，剝奪了冥王星作為太陽系大行星的地位。這是它1930年以來一直享有的榮譽，而如果冥王星想要找出造成這一切的元兇，那一定是非鬩神星(Eris)莫屬。

　　冥王星的厄運

　　長期以來，冥王星一直不缺嘲笑者——人們嘲諷它作為大行星之一個頭太小，連軌道也是不規則的。但是這一切至少都沒有能動搖它作為太陽系第九大行星的地位，直到2005年，一切都發生了變化。

　　當時，美國加州理工學院的天文學家邁克·布朗(Mike Brown)在巡天搜索時找到了一個微弱暗淡的光點，這是一個冰凍的世界，其軌道距離比冥王星還要遠上3倍。布朗教授致力於在太陽系邊緣的柯伊伯帶搜尋類似天體已有數年。但是多年來他所找到的柯伊伯帶天體的直徑都小於2320公里——這是冥王星的直徑。

　　但是這個光點不同(當時布朗稱呼它為齊娜：Xena，後來才由國際天文學聯合會正式命名為鬩神星)，很明顯它的直徑似乎要更大一些。這一發現立即引起全球關註：如果冥王星是一顆大行星，那麼比它還大的齊娜當然也應該被歸入大行星的行列。可是這樣一來，我們是否也該把創神星(Quaoar)和賽德娜(Sedna)，以及其它幾顆雖然稍小於冥王星，但差距並不大的天體算作大行星呢？

　　最終，國際天文學聯合會繞開了這一大堆棘手的麻煩，直接宣布將冥王星降級，和其他幾顆較大的天體一併歸入一類新定義的天體類型：「矮行星」。這一做法立即激怒了全世界的冥王星支持者們——這其實是一個非常有趣的現象，太陽系各大行星中只有冥王星有這樣狂熱的粉絲，火星，水星或者木星都沒有這樣的現象。然而布朗教授還要給這些人傷口上再撒上一把鹽：他寫了一本書，名字叫做《我是怎樣殺死了冥王星以及為何它是活該被宰》。

　　絕望的冥王星粉絲們心中所抱有的最後一絲希望在於科學家們很難精確地測定出鬩神星的大小，或許最終將會證明冥王星仍是它們中間最大的一個。即便真是這樣的結果也不會讓冥王星重新回到大行星的行列，不過無論如何，這樣一來至少可以讓他們受傷的心靈得到一絲安慰。

　　冥王星姊妹？

　　現在，一個天文學家小組終於對鬩神星的直徑進行了高精確的測量，結果顯示這顆矮行星的大小或許比冥王星稍大，也有可能稍小，不管怎樣，兩者的差距非常小。相關的論文已經發表在了最新一期出版的《自然》雜誌上。不過這樣研究中最令人矚目的還不是這個直徑數據。根據論文第一作者，法國巴黎天文台的布魯諾·斯卡迪(Bruno Sicardy)介紹，測量顯示鬩神星的質量數值要比冥王星高出大約27%。除此之外，它的表面反照率極高，用斯卡迪的話說「比新下的雪還白」。

　　斯卡迪說：「測定一顆遠在240億公里之外天體的大小可不是一件容易事，這就相當於相隔100英里(約合160公里)去測定一枚硬幣的大小。」即便調用強大的哈勃空間望遠鏡，鬩神星看上去仍舊是一個沒有任何細節的光點。進行這樣的測量只有一種辦法：等待它從一顆遙遠的背景恆星前面經過，這種現象叫做掩星。當發生掩星時，你需要做的就是精確地測定背景恆星從被遮掩到重新出現所經歷的時間長短，這樣便可以計算出掩星體的直徑大小。兩年前，斯卡迪和他的同事們發現了一顆非常好的候選背景恆星，不過他們當時還不能非常肯定它會和鬩神星發生掩星現象，直到兩者非常接近時才最終確認。斯卡迪解釋說：「你必須知道這顆恆星的位置，以及鬩神星的軌道，精度必須非常非常高。」

　　幸運的是，他們交了好運。去年11月份，掩星發生了。斯卡迪說：「這簡直太棒了！這顆恆星先是消失，隨後再次出現。」他比任何人都明了這項工作其中的艱辛。

　　如果僅使用一台望遠鏡對這一掩星過程進行記錄，結果的精確性將大打折扣，因為你無法確定這顆恆星究竟只是擦過鬩神星的邊緣，還是真的從它的視圓面後方正中部位經過。但是他們使用的是兩台望遠鏡。這兩台望遠鏡都位於智利，它們都記錄到了這次掩星。這兩台望遠鏡的位置相距足夠遠，這使得小組能夠藉助三角法進行相關計算。

　　假設鬩神星是圓形的(這是非常合理的假設)，他們便可以根據這些獲得的數據計算出整個圓盤面的大小。他們得到的結果是：2326公里，誤差0.5%。儘管看起來誤差值非常小，但是這個數據實在太不湊巧，它恰恰落在冥王星直徑數據範圍。這樣一來便造成這樣一種局面：如果採用最大估算值，那麼鬩神星應該比冥王星大一些，但是如果採用最小估算值，鬩神星就比冥王星小了。

　　而問題到這裡還沒完，和鬩神星不一樣，冥王星擁有一層薄薄的大氣層，因此當它發生掩星時，背景恆星不會立即消失或出現，而是會經歷一個漸變的過程，這樣就給對冥王星進行的直徑測量工作帶來巨大的困難和不確定性。因此冥王星的直徑事實上很可能比鬩神星要小數十公里，但也有可能要大上數十公里。

　　展望未來

　　不過不管冥王星究竟尺寸多大，對於天文學而言這並不十分重要。引起天文學家們注意的是鬩神星出乎意料的大質量，因為這意味著它的冰雪表面之下可能隱藏著比冥王星要多得多的岩石物質。正如布朗教授在自己的博客中寫的那樣：「我想，為了搞清楚冥王星和鬩神星之間究竟為何會如此不同將夠我們忙上好幾年的了。」

　　除此之外，天文學家們還必須解釋為何鬩神星表面的反照率會如此之高。按照一般的理解，隨著時間的推移，塵埃的沉降以及宇宙射線的轟擊將讓其表面發生「風化」而逐漸變得暗淡，但是鬩神星卻仍然保持著一種「年輕」的姿態。對此，天文學家們已經提出了一種觀點，那就是由於鬩神星拉長的高偏心軌道，當它運行至近日點附近時由於溫度上升，其表面的冰雪物質有一部分將融化並形成一層薄薄的大氣層，而當它開始逐漸遠離時，溫度降低，大氣重新凝結下沉，覆蓋老舊的表面，從而一直得以保持其「新鮮」的表面。斯卡迪說：「不幸的是，我們還需要等待250年才能驗證這一理論。不過由於冥王星現在正在逐漸遠離太陽，因此或許相反的過程將在冥王星上發生。斯卡迪說：「在未來20年內，我們預計將會目睹冥王星逐漸變亮的過程。」這是因為隨著冥王星遠離太陽，其稀薄的大氣層應當會逐漸冷凝並降落至其表面——如果這一理論正確的話。

　　不過天文學家們或許不必等待那麼久：斯卡迪和他的小組已經鎖定了柯伊伯帶中另外一些天體的掩星時機，他們將對其進行觀測，並測定它們的大小和密度，從而幫助理論學家們完善他們的觀點。

　　而與此同時，布朗教授對此甚至持有更加令人興奮的觀點，他說：「那裡一定還存在著更大的天體，我相信冥王星和鬩神星都會相形見絀的，這只是時間問題。」當然，在那之前或許地球上又會出現一大批的鬩神星粉絲群了。(晨風)

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