Temposia

环绕太阳运行 · 矮行星

鸟神星

柯伊伯带中一颗明亮、被甲烷冰覆盖的矮行星。比冥王星略小,已知有一颗小卫星。

在三维探索器中打开鸟神星 →

鸟神星是国际天文学联合会认定的、位于海王星以外的四颗矮行星之一,其亮度在柯伊伯带的冰质天体中仅次于冥王星,排名第二。它的半径约715公里,大约相当于冥王星宽度的60%,每305年绕太阳一圈,平均距离为45.8天文单位——远到即便用大型望远镜观测,它也只是繁星背景中一个暗淡、缓慢移动的光点。

这是一个几乎完全由冻结甲烷构成的世界,被阳光炙烤而成的有机化合物染成了红褐色,多年来它一直被视为一块安静、静态的冰块。然而最近的观测已开始颠覆这一印象,暗示鸟神星或许正悄悄地向太空泄漏气体。

复活节的发现

鸟神星于2005年3月31日,由迈克尔·布朗、查德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨在加利福尼亚州的帕洛马天文台首次观测到——正是同一个团队,在同一时期还发现了阋神星和妊神星。由于这一发现恰好紧随复活节之后,团队在确认这一天体(当时编号为“2005 FY9”)的轨道期间,私下给它起了个代号“复活兔”。

到了需要正式命名的时候,布朗希望保留与复活节的关联。按照国际天文学联合会的惯例,经典柯伊伯带天体以创世神祇命名,因此团队最终选定了“Makemake”(鸟神星),即复活节岛拉帕努伊人神话中的创世之神与生育之神。鸟神星与妊神星于2008年被正式确认为矮行星,与冥王星和阋神星一同归入这个当时刚刚设立的新类别。

一个冻结甲烷构成的世界

鸟神星的表面以冻结甲烷为主,同时还探测到了乙烷和其他碳氢化合物。与冥王星不同,它含有的氮气或一氧化碳极少,不足以稀释这些甲烷,因此这层冰保持着异常的纯净,看起来已经生长成了异常庞大的晶粒或厚实的板块——这种表面能强烈反射光线,使鸟神星拥有外太阳系大型天体中最高的反照率之一。

不过,这层冰并非纯净的白色。阳光和宇宙辐射把甲烷分解成更重的有机分子,即“索林”,把表面染成了一种令人联想起冥王星较暗区域的红褐色。由于没有测得明确的轴倾角,也缺乏可靠的大气数据来缓和极端气候,在其22.5小时的一天中,大部分时间里,这颗天体的表面温度都维持在约30到35开尔文——大约零下240摄氏度。

缺失的大气层

2011年4月23日,鸟神星正好从一颗暗淡的背景恒星前方经过,南美洲各地的一批望远镜网络——包括欧洲南方天文台拉西拉和帕拉纳尔天文台的观测设备——捕捉到了这一事件。恒星的亮度并没有像穿过一层朦胧大气那样逐渐减弱,而是几乎瞬间熄灭,随后又在鸟神星边缘几乎瞬间重新出现。

这种陡然中断的现象表明,鸟神星并不存在像冥王星那样的全球性大气层,其地表气压即便存在,也只有地球的几十亿分之几。同一次掩星观测还确定了它的大小和形状,显示这是一个略微扁平的天体,尺寸约为1,430×1,500公里——这正是本文所列约715公里半径的数据来源。在距太阳如此遥远的地方,鸟神星的大部分甲烷只是简单地冻结在地表,而不会膨胀形成一层持续存在的气体外壳。

一颗暗色的小卫星

在长达十年的时间里,鸟神星一直被认为是没有卫星的,这在柯伊伯带的几颗大型矮行星中显得颇为异常。直到2015年4月,哈勃太空望远镜的第三代广域相机捕捉到了一颗暗淡的伴星,被临时命名为“S/2015 (136472) 1”,绰号“MK 2”,这一发现于2016年正式公布。它的直径约160公里,距鸟神星约21,000公里运行,但亮度比其母星暗淡1,300多倍。

这颗卫星之所以此前一直未被察觉,是因为它的轨道几乎正对着我们呈侧向,因此通常隐没在鸟神星的耀眼光芒之中。奇怪的是,MK 2看起来呈炭黑色,而非冰质的明亮色调——这或许是因为它体积太小,无法维持一层明亮的霜层覆盖。除了自身的奇特之处外,这颗卫星在科学上还极具价值:通过追踪它的轨道,天文学家得以直接测算出鸟神星的质量,并确定其密度,这正如当年卡戎的发现为冥王星所做的那样。

表面并不安分的迹象

人们长期以来认为鸟神星是一块毫无生气的冰球,而这一印象如今正受到挑战。来自“斯皮策”、“赫歇尔”太空望远镜以及詹姆斯·韦布太空望远镜的红外测量,都在其表面发现了一片温度远高于仅凭阳光所能解释的区域,温度接近150开尔文,暗示存在某种内部或局部的热源。

2025年,一支由西南研究院牵头的团队报告称,他们利用韦布望远镜的近红外光谱仪,首次探测到了鸟神星周围存在气体——捕捉到了地表上方的甲烷蒸气。这一信号指向的是来自某个局部区域的活跃气体逸出——可能是升华的冰,甚至可能是冰火山羽流——而非一层稳定、覆盖全球的大气层。如果这一发现得到证实,鸟神星将比其冰冻的外表所暗示的,是一个动态活跃得多的世界。

如何寻找鸟神星

鸟神星并非肉眼可见的天体。它的亮度约为17等,对双筒望远镜而言太过暗淡,即便用一架大型业余望远镜观测,它也只会呈现为一个暗淡的星点,夜复一夜地相对固定背景缓慢移动位置。它目前位于北天的后发座内,由于其29度的陡峭轨道倾角,它的位置远高于行星所在的平面。

从未有任何航天器造访过鸟神星,也没有相关探测计划,因此我们所知的一切,都来自地球及其附近的望远镜观测。对大多数观测者而言,欣赏它的最佳方式,与其说是透过目镜观察,不如说是通过一组坐标数据、追踪它在天空中缓慢划出的一道弧线——这也提醒着我们,太阳系中仍有多少角落,依然处在我们视力所及范围的暗淡边缘。

数据一览

类型矮行星
环绕天体太阳
平均半径715 km
平均轨道距离45.79 AU
公转周期309.4 年
轨道倾角28.96°

资料来源与延伸阅读