由掩星事件 天文学家确认「鸟神星」缺乏大气层

▲鸟神星缺乏全球大气层。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

国际中心综合报导

西班牙天文学家José Luis Ortiz等人利用欧南天文台(ESO)位在智利的3座望远镜,借着矮行星之一的鸟神星(Makemake)掩过遥远恒星机会研究这颗冰冷的星球,让天文学家得以首度确认鸟神星严重缺乏大气层,和之前设想可能与冥王星拥有稀薄大气的状况不一样。

鸟神星之间的小行星编号为2005 FY9,在2008年正式获得国际天文联合会(IAU)授予Makemake的称呼,并与冥王星(PLuto)、阋神星(Eris)和谷神星(Ceres)并列为矮行星;之后又有妊神星(Haumea)加入这个矮行星家族。Makemake之名来自复活节岛鸟头人身的创世与生殖之神。

▲冥王星。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

鸟神星不是正圆形直径约为1430公里×1502公里,大约是冥王星的三分之二大,绕太阳公转的轨道位在冥王星和阋神星之间。先前观测显示寒冷的鸟神星与其他矮行星类似,因此有些天文学家们认为鸟神星很可能拥有与冥王星类似的大气层。然而,Ortiz等人的这个最新研究却推翻了这种猜想,鸟神星的确与其他矮行星类似,只不过相似的不是冥王星,而是跟阋神星一样没有明显的大气层。

Ortiz等人总共动用了位在巴西和智利的数座望远镜进行观测,其中只有位在La Silla观测站和Paranal观测站的3座望远镜有观察到鸟神星掩星(occultation)事件。其中,北天主教大学望远镜所在位置Cerro Armazones,就是未来30米欧洲极大望远镜(European Extremely Large Telescope,E-ELT)将要建置的之所在。

鸟神星没有卫星,而且它距离太阳非常遥远,以致于很难对鸟神星进行进一步的探索,迄今为止能取得的资料相当有限;如果没有这场鸟神星掩星事件,鸟神星大概还会继续在天文学家面前保持神秘姿态。而鸟神星体积并不大,目前所在位置又是背景恒星比较稀少的天区,这种掩星的机会非常稀少,Ortiz等人当然不放过这样的机会!事前的详细计算、预测,事件发生当时的临场观测工作,都让Ortiz等人相当紧张。

2011年4月23日,当鸟神星经过NOMAD 1181-0235723这颗恒星前方而遮蔽星光时,整个掩星时间不超过1分钟,恒星突然消失后又突然出现,而不是逐渐变暗又逐渐变亮的情况,这意味着鸟神星这颗矮行星不曾有机会发展出像冥王星那样涵盖全球表面的大气层,但不能完全否认它可能有局部性的稀薄大气。这是天文学家首度有机会探索鸟神星这个冰质天体特性。(NOMAD是美国海军天文台并天文测量资料库Naval Observatory Merged Astrometric Dataset的缩写)

而从这场鸟神星掩星事件得到的结果,不仅止于知道鸟神星没有大气层,而且可以从掩星时间的长短取得这颗矮行星比较精确的直径大小,如此一来便可借此首度估算出鸟神星的平均密度,也可借此测量鸟神星的表面反射阳光比例,所谓的反照率(albedo)。估算结果显示,鸟神星的反照率约为0.77±0.03,大约与脏兮兮的雪地差不多;这个数值比冥王星的反照率高,但比阋神星的低;由此推估出的鸟神星密度约为每立方公分1.7±0.3公克。

冥王星、阋神星和鸟神星是目前在远离太阳的太阳系外侧区域内,已知最大的几个天体,因此能进一步了解这个寒冷的世界,这些天文学家都相当兴奋。相关论文发表在自然期刊中。(文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

▲发现古柏带20周年,改变科学家对太阳系的认知,阋神星比冥王星小。