哈勃确认围绕第三大矮行星的卫星

　　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。