妊神星是一颗新近发现的大型柯伊伯带天体，被编号为2003 EL61，并被暂时昵称为“桑塔”，它的自转速度非常快，没有任何一颗直径大于100公里的已知天体拥有如此的自转速度。

简介

第十大行星

质量

地质

轨道

形成

形状

速度

体积

卫星

物理属性(大小、形状和构成 表面)

简介

妊神星是一颗新近发现的大型柯伊伯带天体，西班牙塞拉内华达天文台天文学家胡斯·路易斯·奥蒂斯（Jose-Luis Ortiz）的同事在重新分析2003年的数据时始发现该天体，同时也于1955年的影像中找到，Ortiz等人于2005年7月29日宣布其发现。另一方面，在加州理工学院，一个由米高·布朗（Michael E. Brown）领导的小组对该天体观测已近一年，但并没有对外公布。布朗也对奥蒂斯等人的发现加以表扬，并把天体称为“圣诞老人”（Santa），意即他们曾于圣诞节期间观测到的天体。

第十大行星

2005年7月29日，布朗等人宣布发现另一柯伊伯带天体2003 UB313，比冥王星更远，且体积可能比冥王星更大，当时有机会成为太阳系的第十大行星（现在已经成为矮行星，并命名为阋神星）。

2006年9月7日2003 EL61被国际小行星中心正式编号为小行星136108号。2008年9月17日，国际天文学联合会将该小行星归类为第5颗的矮行星，并以夏威夷女神的名字“Haumea”将其命名。

质量

2003 EL61的质量可透过其卫星的轨道以及开普勒第三定律去计算，初步得出的结果为4.2×1021 kg，约为冥王星系统的28%。

在体积方面，如果它只是一颗普通的天体，便只能以猜测来估计其大小。但观测结果显示，它的自转速度非常快，没有任何一颗直径大于100公里的已知天体拥有如此的自转速度。这样的速度定会令天体的形状变得扁平，同时，人们观测得2003 EL61的光度变化颇大，比冥王星每6天自转周期出现的35%光度变化还要大。这种情况是因为它的形状被拉长，这样也限制了其密度数字的上限，因为天体密度越大，便会越不容易被拉长，因此人们认为行星内部并非由冰块，而是由岩石组成的，密度约为3 g/cc左右。凭著质量及密度数字，人们便可计算该天体的尺寸。

地质

如果以上推测准确，它最长的直径会与冥王星差不多，而最短直径大约是冥王星直径的一半，使之成为最大的外海王星天体之一，小于阋神星及冥王星，大于小行星90377“塞德娜”、90482“厄耳枯斯”及50000创神星，还有新发现的2005 FY9也可能比它稍大。天文学家阿西莫夫建议把该天体分类为“mesoplanet”，即大小介乎水星及小行星谷神星之间，全数7颗天体皆可纳入。

2003 EL61的自转周期少于四小时，人们相信这样快的速度并非由距离行星渐近或渐远的卫星所造成，可能是因为受到其他天体撞击，其热力使行星表面的水份蒸发掉，表面余下冰层覆盖。

据双子星天文台所得的光谱资料，该天体可能存有冰水，与冥卫一的结果相似。同时也在2003 EL61表面找到甲烷冰，意味着它从未曾接近太阳。

轨道

据小行星中心的报告，该天体的日距约为51个天文单位，其近日点约为35个天文单位，比冥王星平均日距的39个天文单位要近。由于该天体的运行速度缓慢，轨道倾斜角约为28°，比冥王星的轨道（倾斜角17°）更为神秘，因此才较迟为人们所发现。该天体可能是类冥天体（Plutino）之一。

形成

娜玛卡是妊神星与其他天体相撞生成的另一个产物，它大约是在45亿年前，在太阳系形成之初产生的。他们猜测的撞击事件，告诉天文学家一些有关早期柯伊伯带的事情。妊神星是一个非常大的天体，它可能曾与一个重量相当的天体撞在一起。布朗说，“柯伊伯带里很少有特别大的天体”，因此这可能是一次偶然相撞，或者也有可能是早期柯伊伯带里拥有比现在更大的天体。

希伊亚卡和娜玛卡并不是这次撞击事件的唯一产物；这颗矮行星周围还有一些更小的碎片，它们围绕着柯伊伯带周围的相同轨道运行。布朗说：“它们中最大的一颗直径有100英里，最小的仅是一个小冰球。”这种结构使得妊神星的名字显得格外贴切：妊神星是夏威夷生育之神，是夏威夷很多其他神的母亲，其中包括希伊亚卡和娜玛卡，这些神在出生时都是庞然大物。

形状

这颗行星的直径跟冥王星一样，质量是它的三分之一，但是形状“却像一根被压扁的雪茄”。从妊神星的形状和它的卫星来看，它都称得上是一颗奇怪的天体，然而它位于海王星的轨道以外，却能反映出太阳系的冲撞史和柯伊伯带的早期环境，更是一奇。妊神星是太阳系里旋转速度最快的天体。它的奇怪形状是快速旋转的直接结果。

速度

每两小时妊神星的亮度会变的更亮或更暗，而且亮度增、减值大约都是25%。如果它是圆的，这项发现将意味着它每两小时就能旋转一周，这种旋转速率简直令人难以置信，没有任何一颗直径大于100公里的已知天体拥有如此的自转速度。这样的速度定会令天体的形状变得扁平。如果按照常理进行推测，它应该早已被撕成碎片了。于是天文学家推测说，这颗行星很有可能被拉长了，它每4小时旋转一周。

体积

2003 EL61的质量可透过其卫星的轨道以及开普勒第三定律去计算，初步得出的结果为4.2×1021 kg，约为冥王星系统的28%。

在体积方面，如果它只是一颗普通的天体，便只能以猜测来估计其大小。同时，人们观测得2003 EL61的光度变化颇大，比冥王星每6天自转周期出现的35%光度变化还要大。这种情况是因为它的形状被拉长，这样也限制了其密度数字的上限，因为天体密度越大，便会越不容易被拉长，因此人

们认为行星内部并非由冰块，而是由岩石组成的，密度约为3 g/cc左右。凭著质量及密度数字，人们便可计算该天体的尺寸。

如果以上推测准确，它最长的直径会与冥王星差不多，而最短直径大约是冥王星直径的一半，使之成为最大的外海王星天体之一，小于阋神星及冥王星，大于小行星90377“塞德娜”、90482“厄耳枯斯”及50000创神星，还有新发现的2005 FY9也可能比它稍大。天文学家阿西莫夫建议把该天体分类为“mesoplanet”，即大小介乎水星及小行星谷神星之间，全数7颗天体皆可纳入。

2003 EL61的自转周期少于四小时，人们相信这样快的速度并非由距离行星渐近或渐远的卫星所造成，可能是因为受到其他天体撞击，其热力使行星表面的水份蒸发掉，表面余下冰层覆盖。

卫星

该天体被发现有两颗卫星，发现者将其昵称为“鲁道夫”（Rudolph，传说中为圣诞老人拉雪橇的驯鹿），其质量约为天体的1%。该测量结果只代表系统的总质量，如果假设该行星和卫星拥有相同的密度及反照率，那它们的3.3等之视星等差距，便能准确计算出其他数值。与冥王星比较，其卫星“查龙”的质量是行星的10%，对其他行星来说，该比率显得比较大。此外，2003 EL61卫星的公转周期为49.12±0.03天，距离行星49,500±400公里，离心率为0.050±0.003。该卫星曾于1999年与行星发生掩星，下一次掩星将于2138年发生。此外，该卫星的直径约为350公里。如果它放到小行星带，它将成为第五大的小行星。

第二颗卫星于2005年11月29日被宣布发现。

物理属性

由于妊神星带有卫星，可以根据开普勒第三定律由卫星轨道计算出该系统的质量。其结果为4.2×10克，为冥王星系统质量的28%，月球质量的6%。几乎所有的质量都集中在妊神星上。

大小、形状和构成

太阳系天体的大小可根据天体的光学星等、距离和反照率推算出来。对地球观察者而言，亮度越高的天体，要么是由于体积较大，要么是由于具有高反照率。假如可以确定天体的反照率，那么就可以粗略地估计出它们的大小。大多数远距天体的反照率是未知的，但妊神星因为有足够大的体积和亮度而能够测量其热辐射，这为其反照率提供了近似值，并进而能推算出它的大小。然而，妊神星高速的旋转对它的尺寸计算造成了阻碍，根据可变形体的转动物理学可以得出，转速与妊神星相当的天体在100天内就能从平衡形态变形为不等边椭球形。据推测，妊神星亮度波动的主要原因并不是由其自身各处反照率不同导致的，而是从地球观测时侧视图与端视图的交替所致。

妊神星光变曲线的周期和振幅主要受其构成的限制。假如妊神星的密度低于冥王星，是由厚实的冰幔包裹小型岩心构成，那么它的高速自转会将其自身拉得更长，从而超过其亮度波动所能允许的范围，但这与观测结果不符。因此，妊神星的密度就被限制在了2.6–3.3 g/cm之间。在此密度范围内的有橄榄石和辉石等硅酸盐矿物，太阳系中许多岩石类天体均由这类物质构成。这意味着妊神星的主体由岩石构成，而表面覆盖有一层相对较薄的冰；妊神星曾经是一颗更加典型的柯伊伯带天体，有着厚实的冰幔，但在形成其碰撞家族的那次撞击中，大部分冰体被撞离了该行星。

处于流体静力平衡下的天体，如果给定其自转周期和大小，则随着密度的增加，其形状将越来越接近球形。以妊神星已知的精确质量、自转周期和预测的密度推算，可知其处于椭球平衡中：其最长轴应该接近于冥王星的直径，而最短轴约有冥王星直径的一半。由于尚未直接观测到妊神星或其卫星的掩星现象，因此暂时无法像冥王星那样，准确测量出它的大小。

目前，天文学家们已为妊神星的大小推算了数个椭球模型。第一个模型产生于妊神星发现之初，由地基天文台观测所得光变曲线的光学波长推算出：总直径在1,960到2,500千米之间，可见光反照率（pv）大于0.6。最有可能的形状是三轴椭球体，大小约为2,000×1,500×1,000千米，反照率为0.71。根据斯皮策空间望远镜的观测结果，妊神星的直径为1,150+250−100 千米，反照率为0.84+0.1−0.2，红外测光得出的红外线波长为70微米。后来对光变曲线的分析表明，妊神星的等效圆直径为1,450千米。2010年，综合斯皮策望远镜和赫歇尔空间天文台的测量结果分析，得出了妊神星新的等效圆直径约为1,300千米。根据上述独立推算的数据，可得出妊神星的几何平均直径约为1,400千米。这让妊神星跻身于最大的海王星外天体之列，仅次于阋神星、冥王星，有可能次于鸟神星，故位列第三或第四；大于赛德娜、亡神星和创神星。

表面

除了天体形状导致光变曲线在所有色指数上同时产生剧烈波动外，在可见光和近红外线波段上，也还存在着较小的各色独立的变化；这表明妊神星表面有部分区域的颜色和反照率都与其他地区不同。特别的，在妊神星亮白色的表面上可以观测到一块暗红色的区域，这意味着这一地区富含矿物和有机（富碳）化合物，或者结晶冰的成分比更高。由此，假如妊神星的环境没有那么极端的话，其表面上的这块斑点可能会让人联想到冥王星。

2005年，双子星天文台和凯克天文台的望远镜获取到的妊神星光谱表明，妊神星表面类似于冥卫一，富含大量结晶水冰。这一发现是独特的，因为结晶冰形态形成于110 K的温度下，而妊神星的表面温度低于50 K，在此温度下通常会形成无定形冰。此外，在宇宙射线的持续照射和太阳高能粒子对海王星外天体的轰击下，结晶冰的结构很难保持稳定。在这些轰击下，结晶冰通常需要数千万年的时间转化为无定形冰，而在几千万年前，海王星外天体就一直处于和现在相同的低温位置上。此外，辐射损害还会让海王星外天体的表面出现有机冰和类tholin成分，从而变得更红更暗，冥王星正是如此。因此，光谱和色指数观测结果显示，妊神星及其家族成员曾在近期曾经历过表面翻新的事件，重新覆盖上了一层冰。但是，目前还没有提出一种可以合理解释其表面翻新机制的理论。

妊神星表面雪亮，反照率的范围在0.6－0.8之间，与其富含结晶冰的推论一致。阋神星等部分大型海王星外天体的反照率与妊神星相仿或更高。根据表面光谱的最佳拟合模型，妊神星表面有66%至80%的区域被纯结晶水冰覆盖；为高反照率作出贡献的另一种物质可能是氰化氢或层状硅酸盐。铜钾等无机氰化盐亦有可能存在。

然而，对可见光谱和近红外光谱的进一步研究表明，妊神星的同态表面（homomorphous surface）覆盖有无定形冰和结晶冰的混合物，其混合比例为1:1，有机物成分含量不超过8%。氨水合物的缺少导致冰火山无法存在，观测结果也证实了碰撞事件是在一亿年以前发生的，这与动态研究的结论相吻合。相比于鸟神星，妊神星光谱中的甲烷含量稀少，这与其在热碰撞史中失去挥发物的事件一致。

2009年9月，天文学家在妊神星亮白色的表面上发现了一大块暗红色的斑点，这有可能是一次撞击的遗迹。造成该地区颜色与众不同的成因暂且未知，有可能是由于这一地区较其他地区的矿物和有机化合物含量更高，或存在着更多的结晶冰。