神星(Eris),小行星編號為136199,是截至2022年所發現的質量最大的矮行星,鬩神星的質量是地球的0.27%,是冥王星質量的127%,根據軌道分類屬于海王星外的離散盤天體。鬩神星的直徑為2326±12千米(1445±7英里),比冥王星略小?。鬩神星存在一顆名為迪絲諾美亞(Dysnomia)的自然衛星,即鬩衛一。
2005年1月5日,邁克·布朗、雙子座天文臺的查德·特魯希略(Chad Trujillo)、耶魯大學的大衛·拉比諾維茨(David Rabinowitz)在調查2003年的照片資料中發現了鬩神星。鬩神星引發了科學家們對行星標準的爭論,2006年8月26日,國際天文聯合會投票決定改變行星的定義,把鬩神星歸類為矮行星,冥王星也從行星降級為矮行星。2010年11月,發生了鬩神星掩星事件,天文學家通過對這一事件的研究,首次準確測量了鬩神星的大小。
鬩神星是已發現的距太陽最遠的矮行星,距太陽平均距離為約為68個天文單位。密度值表明鬩神星85%由巖石組成,同時含少量冰。鬩神星的外表呈灰色,可能由含氮的冰和冰凍甲烷混合而成。鬩神星軌道周期為557年,每25.9小時自轉一圈。鬩神星地表溫度約為-217攝氏度至-243攝氏度,極其寒冷,因此不太可能存在生命。鬩神星相當明亮,視星等為18.7。
歷史
發現
2003年10月21日,加州理工學院行星天文學教授邁克·布朗(Mike Brown)團隊在帕洛瑪天文臺的塞繆[mù]爾·奧斯欽·施密特望遠鏡對外太陽系觀測調查時,拍攝到鬩神星,但因為鬩神星距離地球很遠,移動速度非常緩慢,以至于計算機當時沒有發現它的圖像。原因是圖像自動搜索軟件排除了所有移動速度低于每小時1.5角秒的天體,以減少返回的假陽性誤報數。當2003年塞德娜(Sedna)被發現時,它以每小時1.75角秒的速度運動,受此啟發該團隊研究小組使用更低的角度移動限制,再次分析了以前的數據,并用肉眼進行人工排查。
2005年1月5日,邁克·布朗、雙子座天文臺的查德·特魯希略(Chad Trujillo)、耶魯大學的大衛·拉比諾維茨(David Rabinowitz)在調查2003年的照片資料中發現了鬩神星。2005年1月8日他們通過驗證后正式公布,在海王星軌道外數十億英里處發現了一個冥王星大小的天體,并根據虛構的電視劇人物為其起名為“西娜”(Xena)。這一發現引發了關于行星定義的爭論。
國際天文學聯合會(IAU)根據首次發現的日期為這個新發現的天體定了一個臨時名稱為2003 UB313。
2005年9月,科學家發現Xena有一顆小衛星,并給它起名為Gabriella(電視劇中Xena伙伴的名字)。
2010年11月,當鬩神星矮經過一顆昏暗恒星前方時,天文學家能夠通過鬩神星的距離進行精確測量,這一事件被稱為掩星。科學家根據觀測結果確定鬩神星的直徑為2,326±12千米,比冥王星略小。?
命名
布朗最初想將這個天體稱為莉拉(Lila),因“莉拉”與布朗剛出生的女兒的名字(Lilah)相似。但后來布朗團隊根據虛構的電視劇人物為其起名為“西娜”(Xena)。
2006年9月14日,國際天文聯合會(IAU)宣布,這顆被稱為Xena的矮行星以古希臘“不和與沖突的女神”的名字命名為厄里斯(Eris)。在科學界和公眾的持續爭論中,厄里斯的發現導致冥王星從一顆行星降級為矮行星,Eris這個名字非常恰當。
同時,小行星中心按慣例賦予它正式的小行星編號136199。鬩神星的全稱是136199 Eris。
中文命名:2007年6月16日,在揚州市召開的天文學名詞審定委員會工作會議上,名詞委委員、臺灣省同仁和特約代表共21人,有鑒于矮行星Eris的發現對太陽系組織結構的重大影響,以兩階段投票表決的形式敲定了中文采用意譯,譯名為“鬩神星”。同時將其衛星“Dysnomia”定名為“鬩衛一”。
?鬩(xì):會意字,本義為不和、爭吵。
分類
經過幾個月關于如何對厄里斯進行分類的辯論,2006年8月26日,國際天文聯合會投票決定改變行星的定義。規定行星必須滿足三個條件:第一,它必須圍繞恒星運轉;第二,它的質量必須足夠大,能在自身重量作用下大致呈球形;第三,它必須清空軌道周圍的區域,即沒有其他物體能夠與它共享公轉的軌道。冥王星因為其軌道與海王星相交,因此不符合定義中的第三個條件,被“開除”出太陽系行星行列,太陽系中的行星數量減少到8顆。
同時,國際天文學聯合會還創建了一個新的類別“矮行星”,所謂“矮行星”是指同樣具有足夠質量、呈圓球狀,但不能清除其軌道附近其他物體的天體。冥王星重新歸類為矮行星。鬩神星和小行星谷神星也被歸類為矮行星。
物理特性
鬩神星是柯伊伯帶天體天體中的一員,這些天體大約形成于45億年前(太陽系的歷史早期)。天文學家認為柯伊伯帶的冰冷天體是太陽系形成過程中留下的殘余物。它們中的大多數可能是極其古老或原始的物體,自形成以來幾乎沒有發生過改變。
基本特性
鬩神星是已發現的距太陽最遠的矮行星,與太陽平均距離為101.25億km(約為68個天文單位),太陽光從太陽到鬩神星表面需要九個多小時。通過研究鬩衛一(Dysnomia)的運動,發現鬩神星可能是一個球形物體。鬩神星的質量為1.66x1022kg(比冥王星重27%,相當于月球質量的22%),半徑約為1163km,約為地球半徑的五分之一,和冥王星差不多,比月球小一點。
鬩神星非常寒冷,地表溫度變化范圍約為-217攝氏度至-243攝氏度。鬩神星沒有已知“環”,科學家們對鬩神星的內部結構知之甚少,對其磁層一無所知。
內部構成
鬩神星密度約為2.52g/cm3,密度值表明鬩神星85%由巖石組成,巖石表面很可能與冥王星相似;同時含少量冰(15%),冰層約厚100km,圍繞著巨大的巖石核心。這層內部非常厚的冰層主要是水冰,與鬩神星表面非常薄的冰凍大氣層不同。
表面
鬩神星的外表呈灰色,其表面可能是一層不到1毫米厚的富含氮的冰和冰凍甲烷混合物。這層冰是在鬩神星軌道上遠離太陽而進入寒冷環境時,氮或甲烷大氣在其表面凝結成霜而形成的。
鬩神星表面具有極強的反射性,能夠反射96%的光線(反照率0.96),與土星的冰衛星(土衛二)同為太陽系中反光性最強的天體之一。
大氣層
鬩神星表面的氮和甲烷的冰層可能是鬩神星的氣層。鬩神星經常離太陽太遠,以至于其大氣層崩塌并結冰,以雪的形式降落到地表。當鬩神星接近距離太陽最近的點(距離約57億km)時,冰會重新變成氣體。
軌道特性
自轉
鬩神星繞太陽公轉時,每25.9小時自轉一圈,使其白晝長度與地球的相似。
公轉
鬩神星軌道平均距離為68AU(天文單位,即地球與太陽距離的68倍),繞太陽一周需要557個地球年,近日距為37.77AU,遠日距為97.56AU。八顆行星的軌道都與地球大致處于同一平面,與此不同,鬩神星的公轉軌道是很扁的橢圓,其軌道是所有矮行星中傾斜度最高的,軌道傾角44.187°,軌道偏心率達0.436。其軌道平面遠離太陽系行星平面,并遠遠超出柯伊伯帶。它在1698年到1699年之間到達近日點,在1977年到達遠日點,并在2256年至2258年之間返回近日點。
衛星
2005年9月,科學家發現鬩神星有一顆非常小的衛星(Dysnomia),即鬩衛一。
2006年9月14日,國際天文聯合會(IAU)宣布,厄里斯的衛星被命名為Dysnomia(希臘文Δυσνομια),即厄里斯女兒的名字,其是希臘違法女神。
Dysnomia的質量小于1.4×1020,半徑為350±58km。其約比鬩神星暗50倍,離鬩神星約40000km。Dysnomia的軌道接近圓形,繞鬩神星轉動一周可持續約16天。
天文學家可以利用鬩衛一和其他圍繞行星和矮行星的小衛星來計算母體的質量。鬩衛一在冥王星和鬩神星的對比方面起著重要作用。
觀測與探測
觀測
在2005年12月3日和2006年8月30日,哈勃空間望遠鏡對厄里斯(中間)及其衛星Dysnomia的觀測,并使用高級巡天相機獲得的圖像,與8月20日、21日、30日和31日拍攝的凱克望遠鏡的圖像相結合,以測量衛星Dysnomia的軌道并計算厄里斯的質量,厄里斯是太陽系中最大的矮行星。
2010年11月,當鬩神星矮行星經過一顆昏暗恒星前方時,天文學家能夠通過鬩神星的距離進行精確測量,這一事件被稱為掩星。除了測量鬩神星的大小外,研究人員還確定其形狀、大小和質量。這些觀測結果幫助科學家確定鬩神星的直徑為2,326±12km,比冥王星略小?。根據航天器“新地平線號探測器”到達冥王星時測量其的直徑2,370km。
探測
柯伊伯帶離太陽很遠,只有先驅者10號、先驅者11號、旅行者1號探測器、旅行者2號探測器和新地平線號等五艘人造宇宙飛船能飛到離太陽50個天文單位的地方。2015年,“新地平線”號人造宇宙飛船成為第一艘飛越并探索冥王星的航天器。之后,它訪問了486958號天體,這是一個酷似雪人的柯伊伯帶物體。“新地平線”的飛行任務還未公布,下一個飛行目標可能為鬩神星,計算表明,飛往厄里斯的任務大約需要25年。
相關研究
邁克·布朗和加州大學圣克魯斯分校教授弗朗西斯·尼莫在2023年11月的《科學》中刊登的文章顯示,他們提出了一系列基于鬩神星衛星Dysnomia新質量估算的模型,根據他們的研究結果,鬩神星是由一個冰殼包圍的巖石核心組成,與冥王星的傳導外殼不同,鬩神星的耗散性很大,這個冰外殼很可能是對流的。巖石含有放射性元素,這些元素會產生熱量。然后熱量必須以某種方式散發出去,當熱量逸出時,它會推動冰層緩慢攪拌。因此,鬩神星不太像一個剛性物體,而“更像是軟奶酪或類似的東西,有一定的流動性。
相關文化
鬩神星的英文名字Eris(?厄里斯),是希臘神話中的不和女神,其是宙斯與赫拉之女,善于挑起糾紛,制造事端,在希臘眾神中的地位遠不如天后赫拉、智慧女神雅典娜、愛神阿佛洛狄忒等女神。
厄里斯因未被邀請參加珀琉斯和忒提斯的婚禮,懷恨在心,想要挑起糾紛報復眾神,就暗中在宴席扔下一個金蘋果,上面寫到“送給最美麗的女神”。赫拉、雅典娜和阿佛洛狄忒三位女神都認為自己最美,金蘋果應該屬于自己。為此,她們請特洛伊王子帕里斯來裁判。阿佛洛狄忒向帕里斯承諾,讓他娶到人間最美麗的女子海倫為妻。帕里斯為這一諾言所誘,就把金蘋果判給這位愛神。后來,阿佛洛狄忒幫助帕里斯拐走了已經身為斯巴達國王墨涅拉奧斯妻子的海倫,掀起了斯巴達與特洛伊之間長達十年的著名的特洛伊戰爭。
參考資料 >
Eris.NASA.2024-01-22
IAU2009天文常數系統.中國大百科全書.2024-02-05
The discovery of 2003 UB313 Eris.Caltech加州理工學院.2024-02-06
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Images: Dwarf Planet Eris, Pluto's Cosmic Twin.Space.2024-02-06
太陽系的七顆矮行星.中國大百科全書.2024-01-27
惹是生非厄里斯——漫談鬩神星的文化故事.微信公眾平臺.2024-01-28
墮入無邊黑暗憂郁千年,無人敢直呼其名,卻因一件事他開懷大笑.微信公眾平臺.2024-01-28
太陽系行星“裁員” 冥王星遭“降級”.國家航天局.2024-01-28
Dwarf Planets of Our Solar System (Infographic).Space.2024-02-06
Kuiper Belt: Facts.nasa.2024-01-29
共工 | 太陽系最大的未命名天體現在有名字了.微信公眾平臺.2024-01-27
The internal structure of Eris inferred from its spin and orbit evolution.Science.2024-02-06
Hubble view of Eris and Dysnomia.NASA.2024-02-07
Eris Facts.theplanets.2024-01-28
Ultima Thule in Pictures: Flyby Views of 2014 MU69 by New Horizons.Space.2024-02-06
Dwarf planet Eris is squishier than expected.UCSC(加利福尼亞大學圣克魯茲分校).2024-02-07