天文學家新發現了20顆土星衛星

2021-02-15 牧夫天文

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原作：MATT WILLIAMS

翻譯：張雨荷

校譯：牧夫天文校對組

編排：王招君

後臺：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文連結：

https://www.universetoday.com/143668/astronomers-find-20-yes-20-new-moons-for-saturn/

十月初，由卡內基科學研究所的著名天文學家Scott S. Sheppard領導的研究小組發現了20顆新的土星衛星。這使得土星的衛星總數達到82顆，超過了木星的79顆，成為太陽系新的 「衛星之王「。

國際天文學聯合會小行星中心（MPEC）於10月7日宣布了這一發現。負責該發現的研究團隊包括Sheppard、加州大學洛杉磯分校的David Jewitt和夏威夷大學的Jan Kleyna，他們使用了位於夏威夷莫納克亞天文臺的8.2米口徑昴星團望遠鏡進行觀測。

圖註：20顆新發現的土星衛星的軌道

圖源：Carnegie Institution for Science/NASA/JPL-Caltech/SSI/Paolo Sartorio/Shutterstock

新發現的這些衛星都屬於土星的外圍衛星群。根據環繞行星軌道的傾斜度不同，它們被分為三類不同的衛星群：因紐特群、諾爾斯群和高盧群，對應的衛星以源自這些文化傳統的神話人物命名。

有兩顆新發現的順行衛星屬於因紐特群，傾角約為46°，而逆行衛星則屬於諾爾斯群。最靠近土星的兩顆順行衛星的軌道周期約為兩年，而更遙遠的衛星（包括兩顆逆行和一顆順行的衛星）的軌道周期超過了三年。另一顆順行衛星的軌道傾角接近36°，屬於高盧衛星群。有趣的是，天文學家認為兩顆新發現的因紐特衛星曾經是一顆更大的、後來分裂的衛星的一部分。通過對這些和其他先前未被發現的衛星的研究，科學家們可以大大加深對土星系統的形成和演化的了解。

正如Sheppard在最近的卡內基科學新聞稿中解釋的那樣:"研究這些衛星的軌道可以揭示它們的起源，以及土星形成時周圍的情況……這種外衛星群的分布在木星周圍也可以看到，表明土星系統的衛星之間或衛星與外部天體之間（如經過的小行星或彗星）發生過劇烈的碰撞。"

圖註：土星的衛星們。從左到右分別為：土衛一Mimas, 土衛二Enceladus, 土衛三Tethys, 土衛四Dione, 土衛五Rhea， 土衛六Titan（背景），土衛八Iapetus（右上）和形狀不規則的土衛七Hyperion（右下）。一些較小的衛星也按比例顯示在了圖中。

圖源：NASA/JPL/Space Science Institute

新發現的逆行衛星們也有可能是其它更大衛星的碎片，因為它們與之前已知的其它逆行衛星存在著相似的軌道傾角。然而，一顆新發現的順行衛星有著比所有已知衛星都更遠的公轉軌道。這似乎意味著它與之前發現的土星衛星們沒有關聯，也或者它在隨著時間的推移被逐漸推離土星。

這與最廣為接受的關於太陽系如何形成的理論（即星雲假說）是一致的。太陽從星雲氣體和塵埃中誕生後不久，剩餘的物質形成了原行星盤，並逐漸吸積形成行星。同樣，在土星的形成過程中，可能也存在著一個氣體塵埃環圍繞著它，並逐漸形成它的衛星。

如果這些新發現的衛星之中有些是更大的衛星分裂之後的一部分，並且當時周圍存在著大量的氣體和塵埃，那麼這些衛星碎片一定經歷了很多的撞擊和摩擦。這將導致新產生的衛星進入土星的大氣層並消失。

「這些新發現的衛星能夠在它們的母衛星分裂之後繼續圍繞著土星運行，意味著這些碰撞發生在行星形成過程基本完成之後，而並非與土星同時形成，" Sheppard說道。

自2000年以來，Sheppard已經在外太陽系區域參與發現了近百顆衛星。去年七月，也正是Sheppard的團隊宣布了12顆新的木星衛星的發現，使這個氣態巨行星的衛星總數達到了79顆。但與木星衛星的發現不同，此次發現的土星衛星最早在 2004 年就被首次觀測到，只是直到最近才被正式確認。

圖註：2018年發現的12顆新的木星衛星及它們的運行軌道

圖源：Carnegie Institution for Science

「利用這些世界上最大的望遠鏡，我們正在對巨行星周圍的衛星進行清點，"Sheppard說。「它們對人們研究太陽系的行星如何形成和演化起到了至關重要的作用」。

去年，卡內基科學研究所在網上舉辦了一場徵名比賽，為新發現的木星衛星中的五顆徵名。今年9月，該徵名大賽的結果剛剛公布，這些衛星最終被命名為Pandia, Ersa, Eirene, Philophrosyne和Eupheme——都是宙斯後裔的名字。此次，該機構又舉辦了另一場在線徵名比賽，為新發現的五顆土星衛星徵名。

「大眾對木星徵名活動的熱情參與使我感到非常的激動」，Sheppard說。「因此，我們決定再舉辦一次這樣的徵名活動，為新發現的土星衛星命名「。感興趣的讀者可以參閱卡內基科學研究所官網(https://carnegiescience.edu/NameSaturnsMoons) , 了解土星衛星徵名的細節和參賽指南。

Sheppard等天文學家的不斷努力正在幫助著我們越來越多地理解我們周圍的行星和它們的形成過程。衛星徵名活動的成功反映了當代天文學的發展，更見證了人們如何以前所未有的方式參與到天文發現的過程中來。

行動起來吧，也許命名下一個太陽系新成員的人就是你呢。


泰丘超新星的恆星死亡

Image Credit: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al

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