哈勃确认围绕第三大矮行星的卫星

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2017-06-02 21:47:32 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:631次 ]

原文标题:Hubble Spots Moon Around Third Largest Dwarf Planet

原文作者:Csaba Kiss,John Stansberry;Donna Weaver,Ray Villard

来自:哈勃官网; 发表时间:2017.5.18

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2017.5.18:在海王星轨道之外,存在大片广袤的黑暗而寒冷的边缘地带,其中含有许多冰冻天体,它们是46亿年前太阳系形成后的残余碎渣。这就是柯伊伯带,天文学家Gerard Kuiper在1951年假设了这个区域,但是天文学家们花了足足四十年才确定它的存在。柯伊伯带中的最大天体种类是矮行星,现在已知最大的矮行星是冥王星。因为冥王星足够大,在柯伊伯带概念提出前60年就被发现了。但它们是否有卫星却很难说。像冥王星的卫星卡戎,也直到1978年才发现。

哈勃拍摄的2007 OR10及其卫星,分别摄于2009.11.6、2010.9.18。大图:486KB,版权:NASA、ESA,研究者团队;下同。

本图由哈勃第三代广域相机(WFC3)的紫外光学(UVIS)通道拍摄。图像是黑白的(其实原始哈勃图像都是单色的),为了更明晰的显示图像效果,进行了伪彩配色:606nm(纳米)的红光,配色蓝。图中还用箭头标出了卫星。

天文学家借助美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜、结合另外2个强大的空间望远镜的观测数据,又发现了一颗矮行星的卫星。这颗编号2007 OR10的矮行星,位于太阳系外缘寒冷的柯伊伯带(Kuiper Belt),它们是46亿年前太阳系形成后的冰冻残渣。

随着这颗卫星的发现,柯伊伯带中直径超过1000km的已知矮行星,几乎都拥有卫星。这些天体让我们得以深入了解年轻太阳系中卫星是如何产生的。

研究报告首席作者、匈牙利布达佩斯市 Konkoly 天文台的 Csaba Kiss 解说:“除了赛德娜(Sedna)以外,所有已知的大型矮行星,都发现了卫星——这意味着在几十亿年前那些天体形成时,星子相撞比现在频繁得多。这对(卫星)形成模型构成了约束。假如星子的相撞很普遍,那么形成卫星是很容易的事。”

星子之所以不断相撞,是因为它们处于一个相当拥挤的区域。团队成员、马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科研所(STScI)的 John Stansberry 继续解释:“那里的天体密度必定很高,其中的一些是大质量天体,对其他构成扰动。这些引力扰动可能把小天体拉出原先的轨道,增加它们的相对速度,导致它们相撞。”

但是据天文学家的测算,相撞天体间的速度不能太高,也不能太低。太高了,天体会彻底撞碎为一群碎片;太慢了,两个天体将合并,也不会形成卫星。

哈勃拍摄的矮行星的多波段图像,图像中其它的大亮度都是银河系的背景恒星。大图:1.35MB

例如,小行星带的天体相撞就是毁灭性的。它们的速度太快(且天体本身太小),相撞的结果就是粉碎。小行星带是位于木星和火星轨道间的岩石碎块群,巨大木星的引力使得该区域的小天体如果脱离轨道,就会加速,产生猛烈撞击。

团队在哈勃第三代广域相机(WFC3)拍摄的2007 OR10图像数据中确认该卫星的。由NASA的开普勒(Kepler)空间望远镜进行的矮行星观测任务(Kepler因进动稳定轮故障,已经不能继续原先的系外行星任务,译注),首先透露了它可能存在卫星的信息。开普勒揭示其自转较慢,约45小时。Kiss(凯斯,与英文吻是同一个词)接着说明:“柯伊伯带的同类天体,自转都快于24小时。缓慢自转的一个原因是卫星引力导致的潮汐减速。我们搜寻哈勃数据库寻找关键证据,但因为实在太暗了,最初的研究者错过了它。”

天文学家然后在间隔一年的两幅哈勃比对图像中,终于看出了端倪。图像显示,卫星受到2007 OR10的引力束缚,因为它与矮行星一起在背景恒星的天幕前穿行(但看起来并非潮汐锁定的场景,译注)。 不过,两张图还不足以让天文学家确定卫星的轨道。

Stansberry总结道:“讽刺的是,因为我们还不清楚卫星的轨道,所以卫星和矮行星缓慢自转之间的相关性,尚不能确定。”(PDF中给出的分析,周期可能从35-100天)

天文学家通过赫歇尔(Herschel)红外空间望远镜的远红外观测以分析两个天体的直径,这个空间望远镜主要探测天体的热辐射。矮行星的直径约为1535(+75 -225)km(正负分别代表测量误差),而卫星的直径介于240—450km之间(因为反射率不知道)。2007 OR10 与冥王星一样,以偏心轨道绕太阳运行,不过当前它比冥王星远了3倍。

2007 OR10 是9大矮行星俱乐部的成员之一。这些成员中,只有冥王星(Pluto)和阋神星(Eris)比它更大。2007年,在帕洛马(Palomar)天文台使用Samuel Oschin望远镜进行的遥远太阳系天体搜寻工作中,天文学家Meg Schwamb、Mike Brown和David Rabinowitz 联合发现了它。

团队研究报告已发表在《天体物理学报通讯》上。

 

 

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