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來源：互聯網

妊神星（Haumea）又叫2003 EL61或小行星136108號，是柯伊伯帶的一顆矮行星，可能是繼鬩神星和冥王星之后的第三大已知的外海王星天體，質量約為冥王星的三分之一，約為地球的1/1400。其離太陽最近的時候，距離只有地球到太陽距離的34倍，而離太陽最遠的時候，距離是地球到太陽距離的51倍多。

2004年12月，邁克·布朗（Mike Brown）領導的團隊根據2004年5月6日拍攝的圖像發現了妊神星。 2005年7月，奧爾蒂斯（JoséLuis Ortiz Moreno）領導的團隊聲稱他們在2003年3月就發現了妊神星，但后者的主張遭到了質疑。2005年科學家發現其第一顆衛星，并根據該衛星的軌道動力學性質，確定了妊神星和這個衛星的質量。隨后，國際天文聯合會（IAU）于2008年9月17日將妊神星定義為矮行星，并以夏威夷文化中主管繁育和生殖的女神“Haumea”為其命名。2017年，天文學家還在妊神星周圍發現了一個光環系統，其幫助天文學家更準確地測量了妊神星的最長軸，并發現它比之前大了約 17%。

截至到2022年，人們對妊神星的所有了解都來自世界各地地面望遠鏡的觀測，所以數據較少。妊神星是太陽系中旋轉速度最快的大型天體之一。快速的旋轉扭曲了它的形狀，使它看起來像一個扁的足球。其繞太陽一周需要約103647天（283.77年），自轉一周需3小時55分。其密度被認為在2.6-3.3g/cm3之間，同時，科學家根據其密度判斷，內部可能涵蓋了橄欖石和輝石等硅酸鹽礦物，其表面大部分是被一層相對較薄的冰層覆蓋的巖石。妊神星有兩個衛星：外衛星希伊卡 (Hi'iaka) 和內衛星那摩卡 (Namaka)。

發現與命名

發現

關于妊神星的發現，有兩個團隊聲稱對其發現有貢獻：加州理工學院的邁克·布朗（Mike Brown）和他的團隊，以及西班牙內華達山脈天文臺安達盧西亞天文研究所的何塞·路易斯·奧爾蒂斯·莫雷諾（Jose Luis Ortiz Moreno）和他的團隊。

2004年12月，邁克·布朗領導的帕洛瑪天文臺團隊根據2004年5月6日從WM凱克天文臺拍攝的圖像發現了妊神星。同時，該團隊于2005年7月20日在線發表了有關其發現的摘要，并在當年9月的一次會議上宣布了他們的發現。

奧爾蒂斯和他的團隊于2005年7月27日也向國際天文學聯合會小行星中心發送了關于妊神星發現的電子郵件，聲稱他們在2003年3月7日至10日拍攝的圖像上發現了它。國際天文學聯合會于2008年9月17日宣布，妊神星被定義為矮行星，但沒有提及發現者。發現地點被列為西班牙團隊的內華達山脈天文臺。

命名

因為布朗團隊在2004年圣誕節前后發現了妊神星，因此該團隊給它起了個綽號叫做“圣誕老人”。

由于西班牙團隊首先向小行星中心提交了發現妊神星的報告，所以妊神星于2005年7月29日被臨時命名為2003 EL61（基于西班牙發現圖像的日期）。

2008年，國際天文學聯合會采納加州理工學院團隊的建議，將“Haumea”作為妊神星的正式名稱。同時奧爾蒂斯的團隊也提出了“Ataecina”，以古代伊比利亞半島春天女神的名字命名，但不符合國際天文聯合會的要求，因為她不是創世女神，因此被拒絕。

“Haumea”這個名字源自夏威夷神話中的生育女神，她也是WM凱克天文臺所在的夏威夷島的主母女神。夏威夷王國神話里面，女神哈烏美亞的孩子是從她身體的不同部位分離出來的。矮行星妊神星也有類似的歷史，它的軌道上有兩顆衛星，這兩顆衛星被認為是在過去與它撞擊時產生的：在撞擊中，妊神星的部分冰面被炸開，產生的碎片形成了兩顆衛星。因此，這個名字不僅符合國際天文學聯合會的指導方針——古典柯伊伯帶天體（KBO）以與創世相關的神話生物的名字命名，而且也是對發現這個天體的設備的致敬。

形成與演化

柯伊伯帶天體

荷蘭裔美國天文學家杰拉德·柯伊伯（Gerard Peter Kuiper）于1951年推測從海王星軌道外側直到離太陽上百天文單位處，還散布著巨量引擎的小天體。這個區域稱為“柯伊伯帶”，妊神星就是其中的一員。柯伊伯帶天體其實就是沒有尾巴的彗星，即匯聚了億萬年的冰塊灰塵團，它們是原始太陽星云的產物，它們形成于太陽系歷史的早期，距今約 45 億年前。如果柯伊伯帶天體足夠大，就會和其他巨大的類行星天體一樣得到進化，形成堅實的內核（與覆蓋其外的外殼組成成分不同）。已發現的柯伊伯帶天體有2700多顆。

碰撞家族

美國航空航天局的科學家們利用計算機模擬拼湊出了妊神星的起源過程。妊神星是在最外層行星海王星軌道之外的柯伊伯帶中發現的。科學家們進行了數十次模擬，以了解早期的微小變化將如何影響妊神星的演化。研究發現，在太陽系演化早期，有一個跑得飛快的天體斜著撞了一下妊神星，把它的冰殼撞裂，雖然這次撞擊產生了一些碎片，但研究人員認為，這些碎片并不是人們看到的形成妊神星家族的碎片。

妊神星家族出現得比較晚：妊神星致密的巖石物質沉降到中心，而密度較輕的冰則上升到表面，冰以足夠快的速度從地表脫落，形成了妊神星家族。與此同時，妊神星的巖石具有輕微的放射性，產生的熱量融化了一些冰，在地表以下形成了海洋（不再存在）。水浸入妊神星中心的巖石物質中，使其膨脹成一個由粘土制成的大核心，而粘土的密度比巖石小。較大的核心增加了轉動慣量，從而使妊神星的旋轉速度減慢。

物理特性

基本特性

妊神星的快速旋轉使其無法形成球體形狀，反而使它看起來更像是一個稍微扁平的足球。妊神星最長直徑為1960km，最短直徑為996km。2017年對其質量和形狀的最新估計表明，如果它的密度與冥王星和其他柯伊伯天體（2g/cm3）一致，那么它的快速旋轉將使它被拉得更長。因此，妊神星的密度被認為在2.6-3.3g/cm3之間，與月球相當（也是3.3g/cm3）。妊神星小于鬩神星、冥王星，可能小于鳥神星，也可能小于小行星225088，但結合對其密度的估計，妊神星的質量足以達到流體靜力學平衡。同時，妊神星是柯伊伯帶中第三亮的天體（最亮的天體是冥王星和鳥神星），目視星等為17.3，甚至可以通過大型業余望遠鏡看到它。其具體物理參數如下：

組成

由于妊神星的旋轉和光變曲線的幅度使得研究人員判斷它的組成相當困難。根據妊神星的密度判斷，其可能涵蓋了橄欖石和輝石等硅酸鹽礦物（這些礦物構成了太陽系中的許多巖石天體）。

據紅外光譜顯示，妊神星的大部分表面是被一層相對較薄的冰層覆蓋的巖石。其作為典型的柯伊伯帶天體可能在過去存在更厚的冰幔，但在形成妊神星碰撞家族的撞擊中被炸開。妊神星像雪一樣明亮，其反照率約為0.66，與結晶冰一致，范圍在0.6－0.8之間。表面的光譜模擬表明，66%至80%的平均表面似乎是純結晶水冰，可能存在氫氰酸或頁硅酸鹽粘土，也可能存在無機化合物氰化物鹽，如氰化銅鉀。

結構

科學家根據計算機模型推測，妊神星最內層是粘土（水滲入妊神星中心的巖石中，使其膨脹形成粘土）組成的大核心，核心周圍是一層水冰殼，水冰殼周圍是巖石層，巖石層外還有一層相對較薄的冰層。探測器沒有在妊神星上探測到大氣層，但是天文學家在妊神星周圍發現了一個環，該環半徑約為2287公里，寬度約為70公里，不透明度為0.5，并且與妊神星的赤道平面傾斜3.2°±1.4°。

表面

根據研究人員觀測到妊神星的光變曲線并不像均勻橢球體那樣是對稱的。觀測值的兩組最小值和最大值之間有明顯的不對稱性，這表明表面上存在暗區——在赤道上有一個暗斑。其在最小和最大橫截面處都可見。研究人員在將B和R光變曲線數據做對比時，發現暗斑比一般表面紅。

由于妊神星被水冰覆蓋，研究人員通過紅外線監測來研究紅斑。由于斑點區域顯示出輕微但持久的可見光和紅外顏色特性，而沒有產生一個消色差的亮度變化，表明暗斑不是一個地形特征（如山峰或山谷）。紅斑能有效地吸收B波段的光，表明其存在水合礦物。此外，較紅的色調可能是受輻照的有機物質。

環系統

妊神表面上方約1000km處的有70km寬的環。對于妊神星環形成的解釋，IAA-CSIC 研究員何塞·路易斯·奧爾蒂斯在一份新聞稿中表示：由于妊神星的高旋轉速度，環系統可能起源于妊神星與另一個物體的碰撞，或者起源于物質的擴散。即它可能是小型雜散太空巖石撞擊產生的碎片，甚至可能只是矮行星旋轉產生的碎片。

軌道特性

妊神星是外海王星天體，處于海王星的共振軌道中（意味著妊神星會受海王星引力影響）。鑒于其與海王星處于軌道共振狀態，它的軌道比碰撞家族的其他成員稍微偏心一些。其繞太陽一周需要285.4個地球年，軌道傾角為約28.214度，半長軸約43.182 AU（64.599億千米）。

根據相關研究，妊神星每3.55小時完成一次旋轉（其高速旋轉被認為是被其他天體碰撞造成的），高速的自轉使得它的形狀拉長，并造成它的南北兩極距離僅為赤道的一半。妊神星是太陽系中已知物體中自轉速度最快的，比任何直徑大于100km的已知天體還要快。其平均軌道速度為16191km/h，平均軌道距離為6432011461km。

研究人員通過光變曲線，確定妊神星與其環的軌道共振率為1:3：根據描述行星運動的牛頓萬有引力定律，研究人員得出的結論是，環粒子并不以1:3 的共振頻率繞妊神星運行，而是以稍微不同的路徑周期性地繞其軌道運行，這使它們接近1:3的共振頻率，以上表述表明環粒子繞妊神星旋轉3周，妊神星就自轉一周。同時，環的平面與妊神星的赤道平面以及妊神星最大的衛星希亞卡的軌道平面大致重合。

衛星

妊神星的兩顆衛星比妊神星小得多。最大的希亞卡 (Hi'iaka) 的質量僅為妊神星的0.5%左右，而較小、較暗的納瑪卡 (Namaka) 的重量僅為妊神星的0.05%左右。這兩顆衛星都被認為是由幾乎純凈的水冰組成，天文學家認為妊神星可能很久以前就與另一個大型天體相撞了。如果屬實，這或許可以解釋這顆矮行星的奇怪形狀和快速自轉。這次碰撞留下的碎片可能聚集在一起形成了衛星。

希亞卡

希亞卡是較大的外衛星，它的直徑約為310km。它每49天繞妊神星公轉一周，距離為49500km。其于2005年1月26日被加州理工學院的邁克·布朗領導的天文學家小組發現。當加州理工學院的團隊發現希亞卡時，他們仍堅持圣誕節主題，為其取名為“魯道夫”。

納瑪卡

納瑪卡的直徑約170km，每34.7天繞妊神星公轉一次。其也是由邁克·布朗領導的天文學家小組于2005年6月30日被發現的，并為其取名為“閃光”。

觀測

天文學家在2007年使用夏威夷大學的202米望遠鏡觀測了妊神星，目的是在B和R兩個波段上觀它的光變曲線，并由此確定妊神星上的紅斑位置。研究人員發現，通過觀測繪制的妊神星光變曲線并不像均勻橢球體那樣是對稱的，這表明妊神星表面上存在一個黑暗的區域。同時，研究人員通過B和R光變曲線具體數據對比，確定了紅斑的精確位置。

2017年1月，安達盧西亞天體物理研究所（IAA-CSIC）的一組研究人員用來自10個不同歐洲天文臺的12臺望遠鏡觀測妊神星從地球和恒星URAT1 533-1825之間經過的過程。妊神星“掩映”恒星的每個時刻，研究人員都對光線變化進行了精細測量，并由此計算出了妊神星的直徑、形狀、亮度和密度。同時，望遠鏡網絡發現，當妊神星正好遮擋住恒星的前后，恒星光線輕微地變弱，這表明了有星環存在。

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