作者：文/虞子期

在遥远神秘的柯伊伯带，存在一个叫做Haumea的矮行星，它的太阳运行远超过海王星，并拥有两个卫星。与此同时，足球形的矮行星Haumea，被几乎完美的圆形“颗粒环”包围，由此成为了太阳系中最遥远的环状物体。冥王星是这个区域中最大的“居民”，冥王星穿过海王星的轨道，而Haumea穿过冥王星的轨道。Haumea和这些较大的“邻居”具有一些共同特征，它们都绕着太阳穿过其他行星体轨道的高度拉长的路径，并且，两颗矮行星都与八个行星的路径保持一定的角度，然后沿着一个公共平面绕太阳旋转。

Haumea难以捉摸的环细节

科学家们使用基于Haumea和环上可用数据的模拟，并根据牛顿引力定律，描述了行星的运动，然后得出结论，由于1：3共振情况下，由于一系列稳定的周期轨道，该环并不在那个空间区域内；如果用更通俗易懂的语言来表达，那就是环形粒子不会以1：3的共振轨迹绕着矮行星运行，即使是在环形粒子似乎与Haumea处于轨道共振的情况下，它们的周期轨道也不会与Haumea的轨道形成良好的整数比。但是会在一个稍微不同的路径上，周期性地绕着Haumea轨道运行，然后使它们接近1：3的共振规律。虽然Haumea的环很圆，但它却并不像早期研究所表明的那样完美。

在地球上，我们无法直接看到Haumea微弱的环，所以，科学家们通过计算机模拟了Haumea系统，对矮行星周围不同配置的环粒子进行了模拟，并以此计算出在哪个场景下，能使环的状态处于相对最稳定的时期，并且，通过这样的方式，不需要直接观察它，就能推出环的质量。然后，科学家们对环的形状、大小和其他特征进行了详细的说明。由于特征太窄而且距离很远，所以科学家们无法通过地面望远镜观察，并且，Haumea没有飞过太空船近距离拍摄矮行星的照片。虽然，天文学家有很多证据表明Haumea有一个环，但并没有人直接观察过这个环。

揭示Haumea物理特性的恒星掩星

矮行星Haumea在一个方向上的长度，达到了另一个方向上的至少两倍以上，这使得它看起来更像河流岩石，而不是一个让人敬畏的星球。科学家认为可能是因为其旋转过快，所以才会转成这种形状。Haumea上的一天，持续时间约为4个小时，因此，它也成为了太阳系中、已知存在速度最快的大型物体。但是，有一点需要了解的是，目前关于Haumea环的系统的一切，我们所知道的信息，都来自一个更遥远的物体，名叫URAT1 533-182543。

在2017年的时候，矮行星Haumea就在这位被称为“恒星掩星”的星球面前，短暂地过去了。天文学家为了更多地了解Haumea的物理特性，比如：它的大小、形状以及密度信息，然后，研究人员观察了星光在“掩星期间”是如何闪烁的。当恒星被Haumea遮挡时，研究人员从地球上观察到了恒星发出的光；当Haumea从它前面经过时，出现了亮度下降的情况，于是，天文学家知道了Haumea的形状。当环从它前面经过时，这颗恒星的光同样也消失了，于是环的信息也收集到了。在“掩星”之后，科学家们又研究了光线曲线，然后确定了Haumea及其环的轨道共振，表明了在环形粒子完成Haumea周围的一个轨道时，矮行星本身大约会完成三个完整旋转。

矮行星Haumea的卫星和暴力形成

Haumea有两个卫星，两者都被科学家们认为是由几乎纯净的水冰而组成，并且，它们最初可能就来自于Haumea本身。两者中最大的Hi'iaka，虽然仅比Haumea大约1％，但它在Haumea周围的近圆形轨道上运行时间为49天；而小而暗的内部卫星Namaka，仅重约十分之一，并且需要18天的时间，才能在椭圆轨道上绕其母体行进。虽然大约十分之一的已知柯伊伯带天体都有一颗卫星，但很少有它们有倍数，因此，这使得Haumea有点不同寻常。

天文科学家们普遍认为，Haumea的卫星可能曾经就是其表面的一部分，形成的非常像地球的月亮在碰撞后所发生的那样：在数十亿年前，一个大型物体可能与Haumea的身体发生了碰撞，因为将大部分表面冰块撞倒，所以让Haumea的旋转速度变得很快。正是因为这样的速度，旋转将Haumea拉成了与众不同的形状。简而言之，在早期的太阳系中，Haumea应该和冥王星很相似，一半的岩石和一半的水组成。而后，在类似于Haumea的轨道上所发现的小冰冻碎片，似乎进一步证实了古代碰撞的想法。

太阳系已知旋转最快的Haumea

Haumea最显着特征之一，就是它在轴上旋转的速度。每四个小时旋转一次轴，大约需要285个地球年来绕太阳运行，这也是太阳系任何已知大型物体中旋转速度最快的一个。Haumea最长的轴为2300公里（1430英里），但最短996公里（619英里）的宽度不到一半。在Haumea 的表面，似乎也有一个暗红色斑点，可能含有比其周围更多的矿物质和有机化合物。通过观察Haumea显示出的明亮闪光表面表明，尽管它的大部分内部都是岩石，但它仍然被薄薄的冰壳覆盖。

早在2017年1月21日，就在URAT1 533-182543前通过时被发现。散发出的星光也帮助天文学家，更准确地测量了Haumea的最长轴，得出它的长度比之前预估的大约高出17％。柯伊伯带的Haumea引起本身的特性，使其处于科学的前沿。自21世纪初以来，像Haumea这样的小物体只进行了广泛的研究，后来因为搜索技术得到了改进，才得以寻找矮行星和柯伊伯带天体。与此同时，天文学家也将继续研究其他矮行星和KBO，希望获得它们形成历史的更多信息。