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玛克马克 $^{[g]}$(小行星编号:136472 Makemake)是一颗位于柯伊伯带的矮行星,柯伊伯带是海王星轨道之外由冰质天体组成的圆盘。它是第四大海王星外天体,也是经典柯伊伯带中体积最大的成员 $^{[h]}$,其直径约为冥王星的 60%。它于 2005 年 3 月 31 日由美国天文学家迈克尔·E·“迈克”·布朗(Michael E. "Mike" Brown)、查德·特鲁希略(Chad Trujillo)和大卫·拉比诺维茨(David Rabinowitz)在帕洛马天文台发现。作为该团队发现的最大天体之一,玛克马克的发现促成了 2006 年冥王星被重新归类为矮行星。
玛克马克在表面特征方面与冥王星类似:其表面高度反射,大部分覆盖着冻结的甲烷,并因凝聚物(tholins)而被染成红褐色 $^{[i]}$。玛克马克目前已知有一颗卫星,但尚未命名。该卫星的轨道表明玛克马克自转具有很高的轴倾角,这意味着它会经历极端季节。玛克马克显示出地球化学活动与低温火山活动的证据,这使科学家怀疑其可能拥有一个地下液态水海洋。在玛克马克上发现了气态甲烷,但尚不清楚它是存在于大气中,还是来自暂时性的气体逸出。
由于尚未有太空探测器近距离访问玛克马克,因此并不存在关于其表面的高分辨率影像。玛克马克距离地球非常遥远,即使通过望远镜观测,它看起来也只是一颗类似星点的光斑。科学家表达了希望派遣太空探测器访问玛克马克的愿望,因为它具有地质活动及潜在的地下海洋。
玛克马克于 2005 年由美国天文学家迈克尔·E·“迈克”·布朗(Michael E. "Mike" Brown)、查德·特鲁希略(Chad Trujillo)和大卫·拉比诺维茨(David Rabinowitz)组成的团队发现,他们当时正在寻找海王星轨道之外的大型天体 $^{[23]:200}$。该团队对海王星外天体的搜索始于 2001 年 $^{[23]:187-188}$,具体做法是使用安装在加利福尼亚州帕洛马天文台塞缪尔·奥辛 1.22 米(48 英寸)望远镜上的 CCD(电荷耦合器件)相机 $^{[j]}$,定期对夜空进行成像 $^{[25][23]:190}$。玛克马克的发现图像由该望远镜于 2005 年 3 月 31 日拍摄 $^{[1][26]}$,但直到 2005 年 4 月 3 日,迈克·布朗在检查这些图像时才发现该天体,并识别出它具有异常高的亮度 $^{[27]:132}$。
在发现玛克马克前几个月,布朗及其团队还发现了两个异常巨大的海王星外天体,闇神星(Haumea)与厄里斯(Eris),它们被认为至少与当时的第九行星冥王星体积相当 $^{[28]}$。当团队正计划对这两个天体开展进一步观测时,原本计划将玛克马克的公布推迟至 2005 年 10 月厄里斯公布之后 $^{[23]:202[27]:133-134}$。然而这一计划被打乱,因为 2005 年 7 月 27 日,由西班牙内华达山天文台 José Luis Ortiz Moreno 领导的团队宣布他们自己的闇神星发现结果 $^{[27]:145[23]:207}$。布朗意识到,他所在团队包含闇神星、厄里斯与玛克马克位置的观测日志无意中公开,并被 Ortiz 所在机构的一台计算机访问过 $^{[27]:154-155[23]:211}$。担心厄里斯与玛克马克的发现也会被抢先公布,布朗于 2005 年 7 月 29 日联系小行星中心(MPC)的 Brian G. Marsden 宣布发现 $^{[29][27]:156}$。MPC 在加利福尼亚当地时间中午在其网站上发布了厄里斯与玛克马克的发现公告,随后当天晚上由中央天文电报局发布消息 $^{[23]:210[30][26]}$。这些与冥王星大小相当的天体的公布,引发了关于 “什么是行星” 的广泛争论 $^{[25]}$,这促使国际天文学联合会(IAU)在 2006 年 8 月制定新的行星定义,将冥王星重新归类为矮行星 $^{[31][32]}$。
这颗矮行星以玛克马克命名,玛克马克是复活节岛本土拉帕努伊人神话中人类创造者与丰饶之神 $^{[6]}$。其小行星目录编号为 136472,该编号由小行星中心在 2005 年 9 月 7 日授予,当时其轨道已被充分确定 $^{[33][34]}$。在命名之前,玛克马克的临时编号为 2005 FY9,当其发现被公布时由小行星中心赋予 $^{[30][6]}$。玛克马克之前还被其发现团队昵称为 “Easterbunny”$^{[k]}$,这是引用其发现时间(复活节之后不久),并曾被布朗用于发现记录的自动代码名称 “ K05331A ”$^{[23][7]}$。
在其个人文字与访谈中,布朗回忆称,确定玛克马克的命名非常困难,因为当时已知的天体特征与神话无明显联系 $^{[7][27]:246[35][36]}$。为了保留该天体与复活节的联系,布朗曾考虑用盎格鲁-撒克逊女神 Ēostre,或阿尼什纳贝族的诡计兔 Manabozho 命名,但发现这两个名称都无法使用 $^{[l]}$。最终,布朗与其团队选择了 “Makemake” 这一名称,满足了天体与复活节的联系,以及 IAU 关于以创世神命名经典柯伊伯带天体的规定 $^{[32][37]}$。玛克马克的名称于 2008 年 7 月获 IAU 批准并公布 $^{[m]}$。
玛克马克的符号 ⟨🝼⟩ 于 2022 年 1 月作为 U+1F77C 被纳入 Unicode$^{[38]}$。IAU 不鼓励在科学出版物中使用行星符号 $^{[39]}$,因此该符号主要由占星学者使用 $^{[40]}$。不过 NASA 曾在 2015 年发布的一份信息图中使用过该符号一次 $^{[41][40]:4}$。玛克马克符号由 Denis Moskowitz 与 John T. Whelan 设计,它代表玛克马克面部的传统岩刻画,并经过设计使其类似字母 “M”$^{[42]}$。其他占星师也设计并使用自己的玛克马克符号,例如 ⟨⟩$^{[40]:5}$。
玛克马克在海王星之外绕太阳运行,其平均距离为 45.5 个天文单位(AU;68.1 亿公里或 42.3 亿英里)$^{[b]}$。它完成一次公转需要 307 年 $^{[b]}$。玛克马克的轨道偏心率为 0.16,遵循一条中等椭圆轨道 $^{[44]:212-213}$,距离太阳最近时为 38.2 AU(近日点),最远时为 52.8 AU(远日点)$^{[b]}$。玛克马克相对于黄道的轨道倾角较大,为 29°$^{[9][44]:212}$。
玛克马克目前接近远日点,即其轨道上距离最远的位置 $^{[16]:9}$。截至 2025 年 11 月,它距离太阳为 52.7 AU$^{[45][21]}$,并将于 2033 年 5 月抵达远日点 $^{[46]}$。玛克马克目前位于黄道平面之上很远的位置 $^{[47][44]:212}$,并将在远日点保持这一状态,届时其黄道纬度将达到 25.9°$^{[46]}$。玛克马克将在 2103 年穿过黄道平面 $^{[48]}$,并将在 2186 年到达近日点,位于黄道平面以下 26°$^{[11]}$。N 体模拟显示,玛克马克的轨道在数十亿年尺度上是稳定的,在太阳系余下寿命中不太可能发生显著变化 $^{[49]:6-7}$。
玛克马克与海王星之外许多小型冰质天体共享其轨道特征,这些天体共同构成了柯伊伯带这一区域。玛克马克特别属于 “动力学高温” 的经典柯伊伯带天体群 $^{[n][44]:212}$,其轨道特征具有较高的倾角(i > 5°)、较低的偏心率(e < 0.2),且与海王星不存在轨道共振 $^{[50]:21[51]:2}$。玛克马克是经典柯伊伯带中体积最大的成员 $^{[44]:212}$,尽管它仅占该带总质量的一小部分 $^{[52]:8[o]}$。动力学高温的经典柯伊伯带天体被认为在太阳系早期历史中被海王星引力散射 $^{[50]:22}$,因此天文学家也将玛克马克称为 “散射” 天体 $^{[53][54]:L98[55]:284}$。
科学界的共识是玛克马克是一颗矮行星:即它质量足够大,其自身引力可以使其形成接近球形的形状,但质量又不足以清除轨道上的其他天体,这一点从其位于柯伊伯带即可证明 $^{[37][32]}$。玛克马克是 IAU 在新程序下命名的首个预期成为矮行星的天体,也是 2006 年确立该分类以来继原有的谷神星、冥王星与厄里斯之后,第四个被宣布为矮行星的天体 $^{[m]}$。玛克马克更具体地说是一颗冥族矮行星(plutoid),即绕海王星之外运行的矮行星子类 $^{[6][35]}$。
玛克马克是一个近乎球形的天体,其平均直径约为 1,430 公里(890 英里)$^{[12]:2}$,约为冥王星直径的 60%(3/5)$^{[p][57]}$,或地球直径的 11%(1/9)$^{[31]}$。这使得玛克马克成为太阳系中已知的第四大矮行星及海王星外天体,仅次于冥王星、厄里斯和闇神星 $^{[58]}$。2011 年对一次恒星掩食的观测显示,玛克马克在极地略呈扁平状,极直径上限约为 1,420 公里(880 英里)$^{[q]}$,赤道直径约为 1,434 公里(891 英里)$^{[12]}$。这些尺寸与一种称为麦克劳林扁球(Maclaurin spheroid)的扁平球形结构相一致,这种形状出现在天体处于流体静力平衡状态(即天体自身引力足以将其压成球形)并因自转而发生形变时 $^{[12]:2[17]:5[19]:12}$。
玛克马克的质量估计在约 (2.5\times10^{21}) 至 (2.9\times10^{21}) 千克之间,该数值由其卫星的轨道周期与距离确定 $^{[15]:3}$。这使得玛克马克成为太阳系中已知质量第四大的矮行星及海王星外天体,仅次于厄里斯、冥王星和闇神星 $^{[59]}$。与太阳系其他天体相比,玛克马克的质量约为地球月球质量的 3.7%(或地球质量的 0.045%)$^{[r]}$,约为冥王星质量的 20%$^{[s]}$。根据玛克马克的质量和平均直径,其平均表面重力约为 0.35 m/s(^2)$^{[e]}$(约为地球重力的 3.6%)$^{[t]}$,其表面逃逸速度约为 0.71 km/s$^{[f][16]:8[ ]}$。
玛克马克的自转周期尚不确定,截至 2025 年的测量显示,该周期为 11.4 或 22.8 小时(0.48 或 0.95 日)$^{[19]:2,7}$。这些自转周期的测量通过监测玛克马克亮度随时间的变化进行,并绘制其光变曲线 $^{[17][19]:2}$。玛克马克的亮度变化非常微小(0.03 星等),推测是由于其表面反照率变化较小,这使得望远镜很难测量玛克马克的光变曲线与自转周期 $^{[17]:1,6}$。例如,2019 年之前的研究提出了可能的自转周期 7.77、11.24、11.5 与 22.48 小时 $^{[17]:1}$。截至 2025 年的测量尚不清楚玛克马克的亮度在一次自转中是出现一次还是两次峰值,因此不确定其自转周期究竟是 11.4 小时,还是其两倍即 22.8 小时 $^{[19]:2}$。
玛克马克的自转轴倾角尚未被测量,不过可以合理推测其自转轴与其卫星轨道的极点对齐 $^{[8]:4[61]:16}$。在这种情况下,玛克马克的自转轴相对于绕太阳轨道的倾角介于 46° 至 78° 之间(或相对于黄道平面介于 63°–87° 之间),在其卫星被发现时,其赤道朝向太阳与地球(接近春分)$^{[8]:3-4}$。如此高的轴倾角加上其偏心轨道,可导致玛克马克表面温度与地形出现显著季节变化,类似于冥王星 $^{[8]:4-5[61]:16}$。玛克马克的卫星被预测将在 2009–2013 年或 2023–2027 年期间掩食玛克马克,因此如果其自转与其卫星轨道一致,玛克马克可能已经在这两个年份范围之一经历过春分 $^{[15]:1}$。
由于距太阳非常遥远,玛克马克表面的极低温度约为 30 至 40 K(−243 至 −233 ℃;−406 至 −388 ℉)$^{[19]:5[16]:17}$——冷到足以让某些挥发性物质(如甲烷)以固态冰形式存在 $^{[62]}$。天文光谱研究显示,玛克马克表面主要由冻结的甲烷构成,同时含有少量长链烃类,包括乙烷 $C_2H_6$)、乙烯($C_2H_4$)、乙炔($C_2H_2$)以及多种高分子量烷烃(如丙烷)$^{[63][16]:2}$。
在可见光范围内,玛克马克表面显得非常明亮且具有很高反射率,其几何反照率为 82%(比冥王星更高)$^{[17]:7[18]:5}$,这表明其甲烷可能是新近沉积的 $^{[61]:15[64]:3-4}$。玛克马克的甲烷冰在近红外波段具有很强的吸收性,说明它可能以异常大的厘米级颗粒存在,或者更可能是由烧结颗粒构成的厚板状结构 $^{[31][65]:3597[64]:16}$。与此同时,“新视野号” 探测器的相位曲线测量指出,玛克马克表面的风化层由光滑的颗粒组成,类似于雪 $^{[18]:20}$。
玛克马克表面的长链烃来源于甲烷受到紫外阳光及宇宙射线照射,其过程中甲烷被分解并触发光化学反应 $^{[63]:1[16]:2,9}$。这些光化学反应可以级联进行:将甲烷转化为乙烷,再转化为乙烯、乙炔,依次类推 $^{[65]:3594-3595}$,最终生成一种暗色、红褐色的复杂烃类混合物,称为凝聚物(tholins)$^{[55]:285[64]:4}$。这些凝聚物赋予玛克马克红褐色的外观 $^{[i]}$,与冥王星表面观察到的现象类似 $^{[31][67]}$。玛克马克的颜色比冥王星略浅,但比厄里斯略红 $^{[18]:5}$;这种颜色差异可能源于不同矮行星表面凝聚物含量不同 $^{[20]:5475}$。尽管凝聚物应当使玛克马克表面变暗,但由于新鲜甲烷冰覆盖了这些凝聚物,该矮行星仍然保持明亮 $^{[22]:569[61]:15[64]:3-4}$。
玛克马克与冥王星和厄里斯一样拥有高含量的甲烷冰,但与后两者不同的是,玛克马克表面似乎缺乏一氧化碳和氮冰 $^{[64]:1-2}$。詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)未能在玛克马克表面发现这两种冰,说明其中氮含量低于 3%,一氧化碳含量低于百万分之一 $^{[64]:13[16]:1}$。由于缺乏可与之混合的氮和一氧化碳,玛克马克上的甲烷冰保持纯净,并可形成很大的厚度或颗粒尺寸 $^{[55]:288[64]:16}$。玛克马克缺乏氮是预期之中,因为氮高度挥发,其蒸气较之从冥王星和厄里斯较强引力逃逸,更易从玛克马克的引力逃逸 $^{[62]:287[61]:16[64]:18}$。玛克马克明显缺乏一氧化碳的原因则不太明确:它可能是通过大气逃逸或由内部热液驱动的地球化学反应而被移除,或玛克马克在形成时就含有较低含量的一氧化碳 $^{[64]:19[70]:10[71]:5}$。水冰和二氧化碳冰在玛克马克表面似乎也不存在,尽管它们是柯伊伯带天体中常见的不挥发性材料;这可能是因为在玛克马克上,这些冰完全被甲烷及其辐照产物覆盖 $^{[65]:3598[70]:13}$。
玛克马克表面似乎非常均一,在反照率、颜色和成分上经度差异极小 $^{[72][65][17]:1,6}$,这与冥王星高度斑驳的地形形成鲜明对比 $^{[61]:16}$。尚不清楚玛克马克是否存在纬向表面差异,因为检测这类差异需要在玛克马克绕太阳运行(换言之,出现季节变化)时,长时间连续观测玛克马克视角角度的改变 $^{[u]}$,而这需要多年 $^{[17]:6-7[19]:8}$。从 2006 到 2017 年间,玛克马克的绝对星等与光变曲线未发生变化,而此期间玛克马克视角角度改变了约 11°$^{[17]:7}$。如果玛克马克存在纬向表面差异,它们可能呈现沿经度方向分布的条带状结构 $^{[61]:16}$。行星科学家 William M. Grundy、Alex H. Parker 及其同事推测,玛克马克丰富的挥发性甲烷可能导致与冥王星类似的地貌与地质特征 $^{[61]:16[64]:4}$。如果玛克马克存在与冥王星类似的季节性挥发物迁移过程,它可能形成一条沿经度方向均一的暗色物质带,类似冥王星的 Belton 区域 $^{[61]:16}$。或者,如果玛克马克曾拥有非全球性大气并冻结在表面,其赤道可能呈现明亮、霜状覆盖,而两极则较暗 $^{[61]:16}$。季节性的甲烷升华与沉积可能产生刀刃状地形,甚至厚重、类似冥王星斯普特尼克平原(Sputnik Planitia)的对流冰川 $^{[64]:4}$。玛克马克不太可能拥有高于 10 公里(6.2 英里)的山脉 $^{[17]:6}$。
玛克马克的整体密度约为 $1.67 g/cm^3$(不确定度为 $\pm0.17 g/cm^3$)$^{[15]:3}$,与海王星外矮行星冥王星、公公(Gonggong)和夸欧尔(Quaoar)相似 $^{[59]:7}$。与这些矮行星一样,该密度表明玛克马克的内部主要由水冰和岩石构成 $^{[59]:7[73]:10}$。玛克马克体积足够大,其内部很可能是分化的,具有一个岩石核心,并由冰层包围 $^{[74]:230[75][73]:8}$。行星科学家推测,玛克马克内部可能含有足够的放射性核素和原初热量,可以在过去,甚至可能在如今,维持一个地下液态水海洋 $^{[73][76]}$。大量内部热量可能引发地质现象,例如低温火山活动 $^{[77][19]:4}$。
JWST 的光谱观测在玛克马克表面检测到含有氘(D 或 ${^2}H$)和碳-13(${^13}C$)的甲烷重同位素,其中,天文学家测得玛克马克的氘氢比(D/H)为 ($(2.9\pm0.6)\times10^{-4}$),碳-13 与碳-12($^{13}C/^{12}C$)比例为 $0.010\pm0.003$.$^{[64]}$。虽然玛克马克的 $^{13}C/^{12}C$ 比例与其他太阳系天体一致,但 D/H 比例有所不同:它远低于彗星中甲烷的 D/H 值,但与彗星中水的 D/H 值相似 $^{[64][78]}$。行星科学家将玛克马克较低的 D/H 比例解释为其内部具有温暖环境并存在活跃热液地球化学活动的证据:玛克马克贫氘甲烷可能从地下水的地球化学反应中获得氢元素,而这些反应需要约 150 ℃(302 ℉)的高温,只能由玛克马克假定核心的热量维持 $^{[78][73]}$。在该情景下,玛克马克的地下水可能以液态水或对流固态冰的形式存在,而内部产生的甲烷可能通过逸气作用或低温火山喷发运输到玛克马克表面 $^{[73]}$。然而,玛克马克贫氘甲烷也可能是原初的(直接来源于原始太阳星云的吸积),因此内部地球化学活动并非解释其存在的必要条件 $^{[71]}$。
与远红外相比,玛克马克发出大量中红外辐射,这一现象自 2008 年由斯皮策空间望远镜首次报告以来,引发了天文学界的多种解释 $^{[19]:1}$。天文学家最初认为,玛克马克过量的中红外辐射来自混合在明亮、寒冷地形中的暗色、温暖地形(以及在其卫星被发现之后,也可能来自卫星),但该假说无法准确描述玛克马克在不同波长下的红外辐射 $^{[19]:1-2}$,也无法解释玛克马克极小的亮度变化 $^{[79]}$。2025 年,Csaba Kiss 及其合作者提出,玛克马克过量中红外辐射可能由温度约 150 K(−123 ℃;−190 ℉)的低温火山热点引起,或者由环绕其轨道运行的微小碳质尘埃环造成 $^{[19]:1-2[76]}$。低温火山热点情景更为合理,因为上述尘埃环很容易因太阳辐射压力而失稳,尽管如果低温火山喷发能够将碳质尘埃抛射到玛克马克轨道中,该尘埃环仍可能持续补给 $^{[19]:6}$。所提出的低温火山热点可能释放的热量与土星卫星土卫二(Enceladus)南极间歇泉相当,并可能喷发含有氨与各种溶解盐的液态水低温熔岩 $^{[19]:4[76]}$。该低温火山热点在玛克马克表面的位置未知,但估计其覆盖面积约为 $350 km^2$(140 平方英里,约等同于半径 ~10 km 或 6.2 英里的圆)$^{[19]:3-4}$。
2025 年对 JWST 光谱的分析揭示,玛克马克上存在气态甲烷,其在近红外波段因吸收阳光而产生荧光 $^{[80][16]}$。玛克马克是在冥王星之后第二个被确认存在气体的海王星外天体 $^{[16][80]}$。然而,目前尚不清楚玛克马克的甲烷气体是被包含在一个由引力束缚的大气层中,还是由于甲烷冰升华或低温火山羽流从其表面暂时逸出(甚至逃逸)$^{[16]:1[80]}$。理论上,玛克马克的质量和温度仅勉强足以维持由甲烷或氮构成的大气;JWST 的观测显示玛克马克似乎不含氮气,这表明大部分氮已经通过大气逃逸而损失 $^{[16]:17}$。
如果 JWST 检测到的甲烷气体全部包含在一个由引力束缚的大气中,那么其表面大气压约为 10 皮巴(1 微帕),比地球大气压低 1000 亿倍,比冥王星大气压低 100 万倍 $^{[80]}$。如此极其稀薄的大气并未在 2011 年玛克马克恒星掩食观测中被探测到,这也支持掩食观测的结论,即玛克马克缺乏大于 4–12 纳巴(0.4–1.2 毫帕)级别的全球性大气 $^{[16]:9[22][65]}$。这种假定稀薄大气的温度约为 40 K(−233.2 ℃;−387.7 ℉),略高于该大气压下甲烷的升华温度。这意味着玛克马克的假定大气可能由表面甲烷冰的升华维持 $^{[80][16]:9}$。由于玛克马克具有偏心轨道,其假定大气可能随与太阳距离的变化而改变:例如,在近日点较高的温度下,玛克马克可能升华更多甲烷,但也可能损失部分甲烷至大气逃逸 $^{[62]:L62}$。
另一种可能是,JWST 检测到的甲烷气体仅来自逸气,那么这将意味着玛克马克每秒从其 4–30% 的总表面积释放约 266 千克(586 磅)甲烷 $^{[16]:9}$。目前尚不清楚这些甲烷逸气的速度是否足以逃离玛克马克的引力。如果甲烷气体正在逃逸,它会形成类似彗星的彗发包围玛克马克 $^{[16]:8}$。估算的质量损失速率可与土卫二(Enceladus)的水羽流(300 千克/秒或 660 磅/秒)相当,而甲烷释放的有限表面积可能与先前提出的玛克马克低温火山热点有关 $^{[16]:9}$。研究人员推测,甲烷的低温火山逸气在玛克马克等海王星外矮行星中可能普遍存在 $^{[81]:5}$。
玛克马克目前已知只有一颗天然卫星,尚未命名,临时编号为 S/2015 (136472) 1,非正式昵称为 “MK2”$^{[8][75]}$。它由天文学家 Alex H. Parker、Marc W. Buie、William M. Grundy 与 Keith S. Noll 在 2015 年 4 月 27 日哈勃空间望远镜拍摄的图像中发现,并于 2016 年 4 月 26 日宣布 $^{[47]}$。在可见光中,S/2015 (136472) 1 比玛克马克暗约 1,300 倍(7.8 星等),并推测其表面非常暗,直径约为 175 公里(109 英里),以解释玛克马克过量的中红外辐射 $^{[79][8]:3-4}$。该卫星很可能沿近圆轨道绕玛克马克运行,其轨道周期为 18 天,半长轴为 $22,250 \pm 780$ 公里($(13,830 \pm 480)$ 英里)$^{[15]}$。
当 S/2015 (136472) 1 被发现时,其轨道从地基观测点视角几乎呈边缘朝向,这意味着该卫星在视野中似乎穿过玛克马克前方或背后 $^{[8]:2[15]:3}$。尽管这种边缘构型使望远镜难以成像 S/2015 (136472) 1$^{[79]}$,但可能使其能够发生掩食与遮蔽玛克马克的现象 $^{[8]:4[75]}$。预测该卫星可能在 2009–2013 年期间掩食过玛克马克,或可能在 2023–2027 年期间仍在掩食玛克马克 $^{[15]:1}$。截至 2025 年,尚未有关于 S/2015 (136472) 1 掩食事件的报告 $^{[15]}$。
哈勃空间望远镜的成像观测显示,在距离玛克马克 30,000 公里(19,000 英里)以外,它没有比视星等 26.9(约比玛克马克暗 10 等)$^{[v]}$ 更亮的额外卫星 $^{[82]:8}$。如果有较大的卫星绕玛克马克非常靠近运行,它们可能会被望远镜的视场所隐藏 $^{[17]:6}$。天文学家曾讨论过玛克马克存在一个比 S/2015 (136472) 1 更大的暗卫星的可能性,以解释玛克马克过量的中红外辐射与其明显较慢的自转 $^{[17]:6}$,但这一假设并不受支持,因为这需要一个规模不现实地巨大的卫星 $^{[19]:3}$。
玛克马克目前没有已知的光环。对于遥远天体而言,光环过小、过暗,无法直接被望远镜成像,因此理想的探测方式是利用恒星掩食观测 $^{[83]:27}$。然而,在 2011 年玛克马克发生的恒星掩食观测中,并未发现光环。如果玛克马克确实存在光环,它们很可能沿其赤道以类似于 S/2015 (136472) 1 的边缘朝向构型运行,这可能使它们在 2011 年的掩食事件中未被天文学家探测到 $^{[19]:5}$。
玛克马克可能存在光环的假说,曾被用作解释其过量中红外辐射的潜在方案,但被认为不太可能,因为这一假设要求光环由极小(约 100 纳米)尘埃颗粒构成,而这类尘埃会在十年内被太阳辐射压破坏 $^{[19]:6,15}$。尽管如此,如果玛克马克存在 “牧羊卫星”、由碰撞碎片及小卫星连续产生尘埃,或者存在将尘埃喷射入轨道的低温火山喷发,仍有可能维持这样的光环 $^{[19]:6}$。
与柯伊伯带中的其他矮行星类似,玛克马克被认为形成于约 45 亿年前的早期太阳系历史 $^{[31][84]}$。柯伊伯带矮行星被假设最初是小型微行星,在几百万年间通过吸积周围物质及其他微行星而增长到目前的大小 $^{[74]:214}$。玛克马克形成时的环境温度必须足够低,才能使甲烷等挥发物凝结成固体并进一步吸积到矮行星之中 $^{[64]:3,17[71]:3}$。不过,玛克马克在吸积阶段可能失去了一部分原始甲烷,因为它最初质量较小,并由于频繁撞击事件和更强的太阳辐射而温度更高 $^{[73]:9}$。此外,还有假说认为,在玛克马克的过去某个时期,与另一天体的大规模碰撞可能形成了其卫星 S/2015 (136472) 1$^{[75]}$。
根据 2020 年基于太阳系形成模型(对 2005 年 Nice 模型的更新、后者首次提出类似情景)提出的一项假说,在太阳系形成数千万年后,巨行星之间的引力相互作用使海王星突然向外迁移至太阳 15–30 AU 之间的一片巨大环星盘中,从而引力散射了其中的大量天体 $^{[85][86]:176}$。该模型显示,包括玛克马克在内的几乎所有柯伊伯带天体最初都形成于比现在更靠近太阳的那片环星盘中 $^{[86]:175-76[73]:9}$。这一盘的散射被认为形成了现今柯伊伯带中的共振族与 “动力学热”$^{[n]}$ 古典族(玛克马克即位于此),以及散射盘 $^{[86]:176}$。
从视觉绝对星等来看,Makemake 是仅次于厄里斯和冥王星的第三亮已知海王星外天体 $^{[87]}$。Makemake 的高度本征亮度源于其体积较大以及表面具有极高反射率 $^{[w]}$。另一方面,从视觉视星等来看,Makemake 是天空中仅次于冥王星的第二亮海王星外天体,这是因为它与太阳的距离比厄里斯更近 $^{[25][68]}$。每年 3 月至 4 月进入冲日位置时,Makemake 的视星等峰值约为 17 等 $^{[89][90]}$,在这种亮度下,可使用高级业余望远镜观测到它 $^{[6]}$。由于 Makemake 与地球距离极为遥远,在望远镜中它呈现为一个角直径约 38 毫角秒的微小天体 $^{[22]:568}$,因此望远镜无法将其分辨成除类似恒星光点之外的形状 $^{[89]}$。在夜空中,Makemake 位于北天的后发座,自其被发现以来一直位于该星座 $^{[90]}$。在 2028 年末,Makemake 将移动至牧夫座 $^{[90]}$。
尽管是最明亮的海王星外天体之一,Makemake 却被发现得相对较晚 — 远远晚于许多更暗的海王星外天体 $^{[44]:212}$。这是因为 Makemake 具有高度倾斜的轨道,使其远离黄道平面,而此前的巡天主要集中在黄道附近 $^{[44]:212[91]:1}$。虽然若干巡天项目在 Makemake 被正式发现前的数年内曾意外拍摄到它(这类观测称为 “预发现”),但这些影像直到事后才被识别出来 $^{[1]}$ $^{[x]}$。目前已知最早的 Makemake 预发现影像来自 1955 年 1 月 29 日帕洛马山天文台拍摄的一张天文底片,该影像比 Makemake 的正式发现早了 50 多年(约占其轨道周期的 16
在天空中移动时,Makemake 可能从地球视角掩食一颗背景恒星,短暂遮挡其光线,从而产生恒星掩星现象 $^{[96]}$。Makemake 的恒星掩星有助于揭示其形状及潜在大气特征,但由于该矮行星距离地球极为遥远,其位置存在较大不确定性,因此极难准确预测 $^{[97][22]:566}$。Makemake 所在天空区域恒星密度较低,使其恒星掩星事件极为罕见 $^{[96]}$。截至 2025 年,仅有一次 Makemake 的恒星掩星被成功预测并观测到 $^{[98]:5}$。首次也是唯一一次观测到的 Makemake 恒星掩星发生在 2011 年 4 月 23 日,当时位于南美各地的 16 台望远镜中有 7 台获得了有效观测数据 $^{[96][22]:566}$。
玛克马克尚未被太空探测器近距离造访,尽管天文学家与行星科学家已经表达了向其发射探测器的愿望 $^{[73]}$。玛克马克被视为一个具有吸引力的探索目标,因为它可能存在具有持续地质活动的地下海洋 $^{[99][73:13]}$。对像玛克马克这样的海王星外天体进行探索,有助于深入理解太阳系的形成与演化 $^{[100][101]}$。
2011 年,Ryan McGranaghan 及其同事的一项研究计算出:基于 2036 年 8 月 24 日的发射日期,利用木星引力助推,对玛克马克的飞掠任务耗时仅略超过 16 年。探测器抵达时,玛克马克距离太阳约为 52.3 AU$^{[100:300]}$。2024 年,美国田纳西大学的一项研究指出,如果飞掠任务采用有动力的木星引力助推,则可在更短的 9.6–16.4 年内抵达玛克马克,具体时间取决于航天器的载荷质量 $^{[101:17]}$。对于 2036 年 8 月 22 日和 2048 年 9 月 27 日的发射日期,有动力的木星引力助推将是最优方案 $^{[101:7]}$。
2019 年,Amanda Zangari 及其同事的一项研究为不同的引力助推与发射能量设计了多种可能的玛克马克飞掠轨道。若在 2025–2027 年或 2036–2039 年发射,一次木星引力助推分别可在 12.8–23.6 年或 11.6–19.2 年内将航天器送抵玛克马克 $^{[102:922]}$。一次土星引力助推可为低能量发射提供更快捷的路线:若在 2032–2033 年或 2036–2040 年发射,航天器分别可在 19.2–22.5 年或 12.8–19.1 年内到达玛克马克 $^{[102:923,925]}$。若在 2037–2049 年发射,利用木星与土星的联合引力助推,航天器可在 16.8–17.3 年内抵达玛克马克 $^{[102:923]}$。
2007 年 10 月与 2017 年 1 月,“新视野” 号探测器分别在 52 AU 与 70 AU 的距离处对玛克马克进行了远距离观测 $^{[18:6]}$。探测器穿越柯伊伯带的外向轨道,使得能够在从地球无法达到的高相位角条件下观测玛克马克,从而得以确定玛克马克表面的光散射特性与相位曲线行为 $^{[18]}$。
a.拉帕努伊语发音为 [ˈmakeˈmake],在英式英语中英文化读法为 /ˈmækiˈmæki/$^{[2]}$,在美式英语中为 /ˈmɑːkiˈmɑːki/ 或 /ˈmɑːkeɪˈmɑːkeɪ/$^{[3]}$ $^{[4]}$。/ɑː/ 与 /æ/ 的区别反映了英式与美式英语对于波利尼西亚语元音 “a” 的不同处理方式(类似意大利语 “pasta” 中第一个 “a” 的发音);/eɪ/ 的读法尝试逼近波利尼西亚语元音 “e”$^{[5]}$。
b.这些轨道要素以太阳系质心(SSB)为参考系来表达 $^{[9]}$。由于行星摄动,太阳围绕太阳系质心在不可忽略的距离上运行,因此日心坐标系下的轨道要素与距离(例如 JPL 小天体数据库中给出的数值 $^{[10]}$)会在短时间尺度上发生变化 $^{[43]}$。
c.使用 $\frac{(a - b)}{a}$ 及 Brown(2013)中的尺寸数据计算得出 $^{[12]}$。
d.使用 Brown(2013)中的尺寸数据 $^{[12]}$,并假设为一扁球体进行计算。
e.表面重力(单位为米每二次方秒 m/s²)依据
$\frac{GM}{r^{2}}$
进行计算,其中 $G = 6.6743\times10^{-11} m^3\cdot kg^{-1}\cdot s^{-2}$.$^{[60]}$ 为引力常数,$M$ 为玛克马克的质量(单位为千克),$r$ 为玛克马克的半径(单位为米)。
f.表面逃逸速度(单位为米每秒 m/s)依据
$v_{esc} = \sqrt{\frac{2GM}{r}}$
进行计算,其中 $G = 6.6743\times10^{-11}m^3\cdot kg^{-1}\cdot s^{-2}$.$^{[60]}$ 为引力常数,$M$ 为玛克马克的质量(单位为千克),$r$ 为玛克马克的半径(单位为米)。
g.发音分为四个音节,重音落在两个 a 上。元音的读法因情况而异,参见信息栏。
h.经典柯伊伯带不包括与海王星存在轨道共振的海王星外天体,如冥王星和妊神星。如果将共振天体计算在内,冥王星将是柯伊伯带中最大的天体。
i.在行星天文学中,“红色” 一词用于描述在较长(更红)波长处反射更多光的天体 $^{[66:145]}$。天文学家描述玛克马克与冥王星同样 “红”$^{[67:L38]}$ $^{[68:437]}$,尽管对人眼而言,冥王星呈棕色 $^{[69]}$。
j.发现玛克马克的电荷耦合器件相机为类星体赤道巡天(QUEST)相机,其视场约为 8.3 平方度,具有 1.61 亿像素的分辨率 $^{[24]}$。它于 2003 年安装在帕洛玛天文台的塞缪尔·奥申望远镜上,当时 Brown 及其团队对海王星外天体的搜索仍在持续 $^{[25]}$ $^{[23:191]}$。
k.科学作者 Govert Schilling 报道,Brown 最初曾开玩笑想给玛克马克起绰号 “Dead Pope”(死教皇),以影射当时即将去世的约翰·保罗二世教皇,但在其妻子 Diane 的劝阻下,他选择了更不具争议的昵称 “Easterbunny”(复活节兔)$^{[23:202]}$。
l.Ēostre 这个名字已用于小行星 343 Ostara,因此根据国际天文学联合会关于名称不得重复的规定,不能再次使用。而对于 Manabozho 这一名称,Brown 个人认为不喜欢,因为其词尾含有 -bozo$^{[32]}$ $^{[7]}$ $^{[27:246]}$。
m.国际天文学联合会发布宣布玛克马克命名及其被归类为矮行星的新闻稿于 2008 年 7 月 19 日公布 $^{[6]}$,但包括《新科学家》、Space Daily 与行星学会在内的其他来源则在几天前已有报道 $^{[35]}$ $^{[32]}$ $^{[5]}$。
n.此处的 “热” 并不指温度(玛克马克非常寒冷),而是指其轨道动力学特性,即轨道受到强烈扰动。
o.Jean-Marc Petit 等(2023)估计,热经典柯伊伯带的总质量为 0.012 个地球质量($\approx7.17\times10^{22}kg$)$^{[52:8]}$。鉴于玛克马克的质量为 $2.69\times 10^{21}kg$.$^{[15]}$,因此认为它约占热经典柯伊伯带总质量的 3.8%。
p.冥王星的直径为 2376 公里 $^{[56]}$。
q.由于玛克马克两极相对于地球视线的确切扁率与倾角未知,因此 2011 年掩星观测所得的 $1420(_{+18}^{-24})$ 公里这一视极直径仅代表玛克马克真实极直径的上限。这是因为在恒星掩食观测中,只能看到掩食天体的阴影 $^{[12]}$。
r.地球的质量为 $5.9722\times10^{24}kg$,其卫星(月球)的质量为 $7.346\times10^{22}kg$。
s.冥王星的质量为 $1.303\times10^{22}kg$,$^{[56]}$。
t.地球的标准表面重力约为 $g_0 = 9.81m/s^2$。
u.太阳系天体的视角(aspect angle)定义为该天体自转轴与地球视线之间的夹角 $^{[103]}$。
v.已知亮度的天体,其大小取决于其反照率。如果一颗比玛克马克暗 10 个星等的卫星,其反照率为 0.7,则其直径大约为 16 公里(9.9 英里)$^{[82:8]}$。反照率越低,其直径则越大。
w.太阳系天体的绝对星等(H)根据如下方程计算:
$$H = -5 \log_{10}!\left(\frac{D \sqrt{p}}{1329,\mathrm{km}}\right)~$$,
该式由 Harris & Harris(1997)给出的原始绝对星等与反照率(p)求直径(D)的公式
$$D = \frac{1329,\mathrm{km}}{\sqrt{p}} \times 10^{-0.2H}~$$
变形而来 $^{[88:451]}$。在绝对星等方程中,直径 (D) 与反照率 (p) 的数值越大,得到的 (H) 值越小(即越亮)。Mike Brown 在其描述厄里斯发现过程的网页中提到这一关系,他指出矮行星若想显得明亮,可以因为它体积大、反照率高,或两者兼具 $^{[25]}$。玛克马克既巨大又高度反射 $^{[17]}$。
x.Kleť 天文台、帕洛玛天文台与哈雷阿卡拉天文台的追溯观测(precovery)在 2005 年玛克马克宣布后几个月内报告给小行星中心 $^{[92][93][94]}$,而斯隆数字巡天(SDSS)的追溯观测则在 2015 年更晚的时候才报告 $^{[95]}$。