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教科书又要改?!土星新增20颗卫星,把“木老大”推下宝座

2019-11-08 08:16:07来源:老寨信息门户网

最近,国际天文联合会小行星中心宣布,由美国卡内基科学研究所斯科特·谢泼德(scott s. sheppard)领导的研究小组发现了20颗围绕土星运行的新卫星,使太阳系第二大行星的卫星总数达到82颗,一举超过木星的79颗。教科书可能会被重写。

土星的新卫星(资料来源:美国宇航局/JPL-加州理工学院/太空科学研究所/保罗·萨托里奥/梭特尔斯托克)

除了谢泼德之外,观察小组还包括加州大学洛杉矶分校的大卫·朱伊特(david jewitt)和夏威夷大学的简·克莱纳(Jan kleiner)。他们在夏威夷莫纳克山用斯巴鲁望远镜发现了土卫二的新成员。去年,谢泼德等人发现了木星的12颗新月。

土星的一个新月被发现时拍摄的照片,每一个都暴露了一个小时。(资料来源:卡内基科学研究所/保罗·萨尔托里奥)

这些卫星都很小,直径约为5公里,20颗卫星中有17颗正在逆行。其中两个卫星相对靠近土星,但即使如此,绕土星运行大约需要两年时间。更远的卫星需要三年以上才能完成一个轨道周期。它们的轨道倾角相对较大,这是外层卫星(非常规卫星)的典型特征。土星有24颗属于传统卫星的卫星,它们相对靠近土星。更重要的是,它们的旋转方向与土星的旋转方向相同,并且靠近土星的赤道面。在外面,有许多具有特殊轨道的小卫星,它们被归类为不规则卫星。根据不同的倾角和旋转方向,它们可以分为三组。

“高卢”组、“挪威”组和“因努伊特”组卫星的轨道特征是分布的,横轴是公转轨道的半长直径,纵轴是轨道的倾角,上面的白色虚线是逆行的,下面是顺行的。(资料来源:卡内基科学研究所)

第一组被称为“高卢人组”。它们都是顺行的,轨道倾角在35°和40°之间,偏心率约为0.53°。在20颗新发现的卫星中,只有一颗具有接近高卢的特征,但它离土星远得多。这是否意味着它可能已经被逐渐推出?当然,这也有可能与高卢无关。

第二组被称为“斯堪的纳维亚”组或“挪威”组。他们最大的特点是“反向驾驶”。轨道的倾角在136°和175°之间,偏心率也很大,从0.13°到0.77°。因此,他们可以分成几个小组。在很久以前,土星可能捕获了一颗小行星,然后在潮汐力的作用下解体成许多碎片,并逐渐形成了这个群体。大多数新发现的卫星都属于这一类,其中一颗目前距离土星最远。

第三组称为“因纽特人组”,倾角40° ~ 50°,偏心率0.15° ~ 0.48°。因纽特人生活在北极地区,包括西伯利亚、阿拉斯加和格陵兰岛。他们有一个更熟悉的名字叫爱斯基摩人(应该注意的是,因纽特人不喜欢被称为爱斯基摩人,因为这个名字是敌人给的)。这种卫星也可能是由历史上较大的卫星分裂形成的。两颗新卫星属于这一组。

土卫二是“俯视图”和“侧视图”(来源:卡内基科学研究所)

一般来说,如果一颗较大的卫星被地球引力撕裂,它会产生大量气体或尘埃,这些小碎片会凝结成较小的卫星。然而,混沌环境中的小卫星与气体和尘埃之间会有很强的摩擦,导致它们慢慢螺旋进入行星,从而使行星变得越来越“肥胖”。土星周围有如此多的小卫星,这表明它们在土星形成之前不应该产生,或者至少它们没有参与土星的形成。谢泼德认为,研究这些卫星的轨道将有助于揭示它们的起源,然后推测土星形成的周围环境。

各种形式的土卫二(资料来源:美国航天局/喷气推进实验室/空间科学研究所)

土星不仅赢得了太阳系卫星数量的桂冠(至少暂时如此),而且它还拥有相当多的卫星。它有土卫六,太阳系中最大也是唯一一个有大气层的卫星,还有土卫二,最有可能是外星生命的候选者之一。它有米马斯,星球大战中有死星的月亮,还有伊帕托斯,有阴阳脸的月亮。一些卫星“在环形间隙中生存”,而另一些卫星“一起租用”轨道。一些卫星“巡逻”指定区域,成为“特洛伊卫星”,而另一些卫星则从远处诚实地“了望”。也正是因为土星的光环和卫星非常丰富多彩,一些人称土星为“小太阳系”或“太阳系实验室”,以研究太阳系诞生时的外观。

卡西尼号捕获的土卫二(来源:美国航天局/JPL-加州理工学院/空间科学研究所)

土星的82颗卫星中,有29颗尚未命名。卡内基科学研究所向世界发出了一个英雄般的信息,希望动员大众来命名这些卫星。然而,对我们中国人来说,困难恐怕不小,因为他们必须根据他们的民族以北欧、高卢或因纽特神话中的“巨人”命名。似乎不可能不补习班欧洲文化课。

作者:卫诗

编辑:沈旭沙

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