12顆新木星衛星:它們很小與土衛三不同 沿著各種奇怪的軌道環繞著...

2020-12-07 北晚新視覺網

據《國家地理》報導，天文學家們本希望在太陽系的遙遠邊緣尋找一顆假想的行星，卻意外地在木星周圍發現了12顆新衛星。

木星照片 新華社圖

這些新衛星與土衛三不同。木衛三可是太陽系中的最大衛星。而它們很小，最小的直徑大約只有1英裡（合1.6公裡），並沿著各種奇怪的軌道環繞著木星。

科學「狗仔隊」的意外發現

在木星周圍發現新衛星的難度很大。人類肉眼觀測不到的天體通常很小，它們的光線也相當微弱。跟蹤這些暗沉的星光需要性能強大的望遠鏡，而這類望遠鏡的視野往往過小，無法觀測到整個木星系統。此外，木星非常明亮，它耀眼的光會掩蓋小衛星的光芒。

去年，卡內基科學研究所的斯科特·謝潑德（Scott Sheppard）及其同事致力於尋找一個可能比冥王星還遙遠的行星，它的規模大到其引力足以重新排列較小的遙遠天體的軌道。因此，該團隊把智利託洛洛山美洲際天文臺（Cerro Tololo Inter-American Observatory）的望遠鏡上瞄向一些目標星域，希望尋找沿著太陽軌道移動的可能光點。

任務期間，謝潑德及其同事發現木星位於該望遠鏡的觀測範圍內，因此決定利用這個機會順便研究木星。

「我們使用幾年前才安裝在望遠鏡上的新相機，」謝潑德說，「它能夠更快地搜索大片區域，因此我們只需使用四幅圖就能覆蓋木星周圍的整個區域。」

可以說，這些衛星的發現實屬意外。

加州大學伯克利分校的行星科學家道格·海明威（Doug Hemingway）表示，「真有意思。這說明，當發展出研究一樣事物的能力時，你永遠不會知道接下來可能會發現其他什麼事物。」

2017年3月，研究團隊就獲取了證明可能存在10顆新衛星的數據，另外兩顆新衛星在此之前就已被發現。次月，他們再次觀測到相關信號。但確認它們的軌道需要一段時間。直到今年5月該團隊再次觀測木星時才確認所有新衛星的存在，從而讓木星衛星家族的成員總數增至79顆。

NASA噴氣推進實驗室的邦妮·布拉蒂（Bonnie Buratti）說：「這些小小的外圈衛星是木星衛星系統中數量最多的類型。把它們添加到已經很龐大的衛星家族中，似乎不是什麼大發現。但實際上並非如此。」

源起何處？

這些新衛星的直徑從大約1英裡（合1.6公裡）至3英裡（合4.8公裡）不等。其中兩個衛星位於相對靠近木星的位置，它們沿著與木星旋轉方向相同的軌道運行。它們很可能是自太陽系誕生以來數十億年間一個遠比它們大的衛星碎裂後的殘骸。

其中9顆衛星形成了三個更遠的星團，並且逆行環繞木星。它們的來源可能類似內圈的衛星團：直徑大約幾百英裡的大衛星在碰撞後被摧毀並留下一堆碎片，其中一些碎片繼續環繞木星成為它的小衛星。

謝潑德問道，「它們撞到了什麼？某顆彗星？一顆流浪的小行星？亦或是木星系統中的其他衛星？」

另一個有趣的假設是，形成這些小衛星的天體不是木星系統中的「原住民」，而是在太陽系早期階段被木星的引力吸引過來的。

這聽起來可能有點奇怪，但是隨著時間推移，大型行星把小天體拉到身邊並不罕見，特別是在太陽系早期，巨行星會發生遷移，並擾亂著尺寸遠比它們小的天體的軌道。

土星最知名的衛星之一是土衛九，它來自比海王星軌道還遠的柯伊伯帶。無獨有偶，海王星最著名的衛星——海衛一也是一個被「虜獲」的柯伊伯帶天體。

布拉蒂指出，「動力學家認為，這些外圈衛星（至少那些早期被捕獲的衛星）的軌道曾因氣體巨星的遷移而被幹擾。」我們所熟知的氣體巨星有木星、土星、天王星和海王星等等。

奇怪衛星Valetudo

在12顆新衛星中，有一顆奇怪的衛星擬被命名為Valetudo。遵循天文學命名慣例，它的擬定名稱來自神話，意為健康和衛生的羅馬女神。

類似兩個順行的新衛星，Valetudo的軌道與木星的旋轉方向相同。但相對於木星，它的軌道是傾斜的，並且位於三個逆行星團附近。因此，謝潑德懷疑，這些衛星團的形成源自一些衛星與Valetudo的碰撞，Valetudo恰恰是一個更大衛星的「遺體」。

他說，「就像在高速公路上開錯道一樣，很可能發生碰撞。」

謝潑德也研究了其他巨行星，並沒有找到任何圍繞天王星和海王星的新衛星。他有點失望。

他說，「天王星是找到新衛星的最佳對象，因為你可以用莎士比亞的角色來命名。」（惜辰）

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在「朱諾」號探測器拍攝的這張新視圖中，可以看到木星北半球複雜的雲層。一側是黃色的大型渦旋，靜靜醞釀，另一側則是一片暗灰色的渦旋，大小不等，形態各異，個個形象生動，卻又波雲詭譎，似栩栩如生的抽象派畫作。

據悉，這張彩色照片是在4月1日凌晨拍攝的，「朱諾」號在第12次飛越木星時拍攝了這張照片。

NASA此前還曾公布過「朱諾」號拍攝到的木星南極雲圖，醒目的藍色漩渦以華麗的圖案扭曲變幻，同樣震撼人心。

來源：北晚新視覺網綜合  網易科技

編輯：TF003

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