共振 为什么“妊神星”也有光环？表面温度达零下223摄氏度！
于2004年发现的妊神星（Haumea）是一颗矮行星，位于太阳系柯伊伯带冥王星轨道之外。2006年由于发现了妊神星和其他矮行星，冥王星被从行星的行列中降级为矮行星，妊神星在2008年被正式确认为矮行星。
椭圆形形状类似于橄榄球或美式足球中使用的球，它有两个卫星和一个光环。由于它的光环，妊神星是一组太阳系天体中的一员，这些天体包括土星、天王星、海王星和木星，以及在木星和海王星之间轨道运行的行星charklo（女凯龙星）和Chiron（喀戎星）。
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妊神星的光环从未被直接观测到，2017年一个国际天文学家小组推断出了它的存在，对一颗恒星掩星(经过)时的光波动进行了详细测量。在太空中，当一个物体从观察者的角度经过另一个物体时，就会发生掩星现象。
这颗恒星的光是在地球上被妊神星遮挡被时观测到，位于巴西瓜拉廷圭塔的圣保罗州立大学工程学院(FE-UNESP)全职教授Othon Cabo Winter说：它的亮度随着妊神星经过它的前方而降低，这使得天文学家能够获得关于妊神星形状的信息。
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（图示）围绕在冥王星轨道之外的矮行星妊神星周围的光环，不过与土星环相比，其壮观程度还是远远不及，但至少人家还是有个环?(^?^*)。图片：Kevin Gill / Wikimedia Commons
当光环从恒星前面经过时，恒星的光线也会减弱，这使得他们也能获得关于光环的信息。2017年发现光环的研究人员表示，光环围绕妊神星轨道非常接近1:3的共振区，这意味着光环粒子每三次绕妊神星旋转一次。
温特、泰斯·里贝罗和加布里埃尔·博德斯·莫塔是UNESP轨道动力学和行星学小组的成员，他们的一项新研究表明，这种共振作用于环形粒子需要一定程度的偏心。根据温特的说法，这个环很窄，实际上是圆形的，这一事实阻止了共振的作用。
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然而，该小组确定了一种稳定、几乎是圆形的周期轨道特定类型，它与妊神星环位于同一区域，周期轨道是随着时间重复的轨道。研究不是观察性的，没有直接观察到戒指（环），原因是这个环非常脆弱，而且距离太远，地球上的天文观测站无法观测到。
妊神星和太阳之间的平均距离是地球和太阳之间距离的43倍。研究完全是计算性的，基于对妊神星和土星环的现有数据模拟，根据牛顿万有引力定律(牛顿定律描述了行星的运动)，科学家得出结论，土星环不在那个空间区域，这是由于1:3的共振，而是由于一系列稳定的周期轨道。
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（图示）妊神星艺术概念及其主体与环比例正确的环系统。该环距离椭球体中心2287公里，比妊神星表面暗。图片：IAA-CSIC/UHU
现在发表在英国《皇家天文学会月刊》上发表的2019年5月刊上研究中，研究人员研究了环所在区域内单个粒子的动力学。这篇论文背后的研究是由圣保罗研究基金会(fapesp)资助的主题项目“小天体在轨道动力学中的相关性”的一部分，并由巴西联邦政府通过CAPES、高等教育研究委员会和国家科学技术发展委员会(CNPq)资助。研究的主要目的是根据稳定区域的位置和大小来确定妊神星环的结构。研究人员也想找到戒指环存在的原因，特别感兴趣的是试图理解与1:3共振相关的动态结构。
稳定区域
研究人员利用庞加莱面切面技术分析了环所在区域的动力学。通过模拟粒子在该区域的运动轨迹，生成了计算机图形(剖面图)，其中稳定区域表示为岛屿(闭合曲线)，不稳定区域表示为不规则分布的点。由于1：3共振所发现的稳定区域具有高度偏心轨道，所以比能与环(窄而圆)相容的轨道还要多。
另一方面，在同一区域发现了稳定的区域，但轨道的偏心率较低，与环相匹配，这些区域被发现是由于一系列周期轨道。妊神星直径为1456公里，不到火星直径的一半，呈椭圆形，是火星宽度的两倍，绕太阳一周需要284年，这颗矮行星如此遥远。
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（图示）妊神星形状和环的大小示意图。图片：Ortiz et al., Nature, 2017 Figure 3
到达它的阳光如此微弱，以至于它的表面温度是零下223摄氏度。夏威夷休眠火山莫纳克亚上的一个天文台的巨型透镜探测到了妊神星卫星Namaka和Hi'iaka。这颗矮行星是以夏威夷的生育女神命名，它的卫星也是以生育女神的女儿命名，它们被认为是矮行星和其他天体碰撞的结果。
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