妊神星藏着一颗岩石之心

在海王星之外，运行着几颗冰质矮行星，它们长期以来被视为寒冷、死寂的世界。探测表明，其中一些是活跃的，并由此引出一个诱人的问题：它们的冰层下是否藏有——或曾经藏有——液态水海洋？要回答这个问题，就需要看清它们的内部，而对其内部的直接测量极为罕见。

妊神星是这个家族中的异类。它的自转周期约为3.9小时，转得如此之快，以至于形状被拉成了一个细长的椭球。它的表面几乎是纯净的水冰。它有一道环、一个源自远古碰撞的碎片家族，以及两颗卫星：妊卫一（Hi’iaka）和妊卫二（Namaka）。这使它成为“称量”天体内部的最佳候选者。

通过卫星读懂内部

旋转的天体会变扁，这种扁率会体现在它的引力场中，表现为一个称为J₂的项。J₂会使卫星的轨道缓慢进动。它的数值取决于质量在内部如何分布：

J₂ M R² = C − ½ (B + A)

其中A、B和C是天体的转动惯量。将通过卫星测得的J₂与外部形状（在妊神星从恒星前方经过时测得）进行比较，就能知道质量是均匀分布的，还是集中在中心。

美国中佛罗里达大学的Benjamin Proudfoot及其同事，将妊卫一和妊卫二约二十年的哈勃图像——包括2026年的三次新观测——与2025年一次同时捕捉到妊神星和妊卫二的恒星掩星结合起来。他们拟合了一个含18个自由参数的动力学模型。一项检验是：他们推导出的轨道平面，与独立测量的妊神星环的平面相吻合。

对于均匀天体来说，扁率太小

拟合结果给出妊神星的质量约为3.9 × 10²¹千克，并首次精确得出J₂ = 0.143（± 0.025）。同样形状的均匀妊神星，其J₂应在约0.22至0.26之间。综合考虑形状、质量和自转，均匀模型以超过3西格玛的置信度被排除。

因此，妊神星是分异的：在富含冰的幔层之下，有一个致密的岩石核。作者称，这是对大型海王星外天体发生分异的首个决定性动力学证实。

所有同时符合形状和J₂的两层模型，其核心密度都在每立方米2,500至3,500千克之间。举个例子：一个约800×690×450公里的核，位于一个约1,000×840×525公里的天体之内。许多其他模型也同样可行。

湿润的过去

这一密度与水合岩石——被水改造过的岩石——相吻合。这类反应只有在约273开尔文以上才能进行，因此在某个时期，妊神星内部一定有大量水是液态的，可能以地下海洋的形式存在。作者引用的热模型表明，这片海洋不可能存续至今；他们认为这值得进一步研究。而核心本身如今依然炽热，温度在700开尔文以上。

还有一个谜团。与妊神星大小相当的鸟神星以及阋神星，表面都有甲烷，可能源自这类岩石与水的化学反应。妊神星却没有。讨论过的解释包括：一层来自被摧毁卫星的薄冰覆盖了它，或者甲烷从未到达表面。

数据还暗示（但未能证明），妊神星的形状可能是一块“化石”，是在它转得更快时被冻结下来的。更好的掩星观测——其中一次观测活动瞄准了2026年5月——以及对卫星的更多追踪，应该能解开这个问题。与此同时，团队得出了一个更大胆的结论：海王星之外大多数直径超过1,000公里的天体，内部很可能都曾熔融，并且也曾存有液体。