土衛九逆向公轉，解開土衛行星的共軌之謎，旅行者號踏上新徵途
嗨嘍大家好，歡迎來到夏目的宇宙探索，今天小編要和大家聊的就是土星家族。其中土衛九是一顆小衛星，直徑只有220千米，土衛九被稱作為福柏，福柏是希臘神話中提坦神的姊妹提坦女神中的一員。用一個小女神的名字為這顆小衛星命名是比較合適它的近鄰，從外向裡數的第二顆土星衛星一是土衛八到土星距離的3.64倍。由於土衛九距土星十分遙遠，因此潮汐力對它的影響已基本失去作用。所以它的自轉速度無法減慢，其自轉周期只有9小時，而軌道周期卻長達13209.6小時，即約為一年半。這種不同步的現象是土星其他衛星所沒有的，土衛九的軌道也與其他土星衛星的不同，它是高度傾斜的，其傾角達175度，而且軌道偏心，偏心率高達0.1633。更重要的是，該衛星與其他土星衛星的公轉方向相反，是土星中唯一一顆逆向公轉的衛星。
土衛九由於土衛九體積小，本身引力弱，所以它過去一直被認為是非圓球狀的。曾有科研的旅行者2號的照片卻充分證明，土衛九確實是個球體，而且還算比較圓，這是出乎人們以往意料的。在土星的其他衛星中，由於它們基本上是由冰構成的，因此星體表面都比較亮。而土衛九卻與眾不同，它是顆反照率很低的衛星，其反照率只有5%左右。通過地面望遠鏡的觀測獲知，它的顏色是黑的，就像許多暗黑小行星的顏色一樣。據科學家分析，土衛九的物質成分很可能不同於其他土星衛星，而似乎與火衛一和火衛二的物質成分相同。根據土衛九的球形的星體，非常低的反照率傾斜的軌道逆行的公轉，以及它最遠離土星的處地，科學家們強烈地感到它是一顆被俘獲的暗黑色小行星。也就是說土衛九是在太陽系的其他地方形成的，後來才被土星強大的引力所吸引，成為它的外圍衛星。
土未一地表因此土衛九很可能是土星搶來的兒子，自從它在太陽系形成的早期吸積以來，一直未曾發生什麼大的變化。另外也許在木星成長過程中，它被該行星的引力從內太陽系發射出來，然後佔據了一條繞土星運行的遠方軌道。而土星衛星的軌道，以共軌為其突出特徵。我們知道，在F環之外10000千米左右的地方，有兩顆小衛星土衛十和土衛十一。其中的一顆已於1966年由法國的一位天文學家拍攝到，十二年以後，這兩顆小衛星被正式確定下來。1979年先驅者11號又拍下其中一顆衛星照片。後來旅行者1號飛船把這兩顆衛星都拍了下來，並測得它們的軌道參數。
土星周圍土衛十和土衛十一非常親密，它們的軌道高度相差僅48千米，因此可視為共軌衛星。令人驚奇的是，雖然兩顆衛星的運行軌道這樣近，但它們中的一顆運行較快者趕上另一顆較慢者時卻不發生碰撞。當這兩顆衛星彼此接近時，它們之間的吸引力改變了彼此的角動量。靠裡面的那顆得到動量，然後便進入一條較高的軌道，靠外的衛星失去動量，於是便進入較低的軌道。這樣兩顆衛星便完成了一次位置交換，原來在裡面的衛星跑到外面去了，而原來在外面的衛星跑到裡面去了。位置交換以後，靠外的衛星軌道速度減小，而靠裡的衛星軌道速度增大。它們這種位置的交換，大約每隔4年重複一次。
土星環土星衛星第二條共軌軌道是土衛三與另兩顆小衛星土衛十三和土衛十四的運行軌道。其中土衛十三在土衛三前60°的地方，而土衛十四恰在土衛三後60°的地方，第三條共軌軌道是土衛四和土衛十二的運行軌道。土衛十二這顆小衛星在土衛四之前60°，它是由兩位法國天文學家於1980年發現的。從「旅行者」號發現新衛星可知，「旅行者—2號」的探測大大豐富了土星共軌衛星的內容。科學家猜測土衛一很可能有它的共軌衛星，甚至這種衛星有兩顆。而土衛三的共軌衛星也許更多，說不定會達到三四顆。這似乎表明土衛三除原來的一對共軌衛星外，可能還有另一對共軌衛星。
土衛十土衛十一的共軌共軌小衛星所在的每個位置，都是動力學上的一個穩定點，稱為拉格朗日點。這是由於法國數學家拉格朗日在天體動力學上的貢獻而得名的。1772年，拉格朗日得出結論，在一個天體圍繞另一個天體運行所構成的系統中，第三個天體可以在5個位置上立足。但其中有3個位置不夠穩定，一是在衛星的軌道之內，二是在衛星的軌道之外，三是在衛星軌道上，並和衛星本身相對的那一點。所謂不穩定，係指位於這3個位置上的天體，由於受到構成原來這一系統的兩個天體的吸引，或受其他別的天體的吸引，而從這些位置上被驅走。其餘兩個位置，即在衛星軌道上位於該衛星前後各60°的地方，則為穩定位置。佔據某個穩定位置的天體，在擾動力的作用下只沿著軌道前後移動，而不像處於不穩定位置的天體那樣被趕走。
木星和土星現在的科學研究越來越精細，兩艘旅行者號飛船探測土星衛星已經取得了不錯的成果。人類已經比較直觀地了解到這些衛星的大小，還有軌道位置和它們到土星中心的距離，以及共軌衛星的情況等，甚至是可以比較清晰地看到土星光環中各個環的位置及它們大致寬度。「旅行者」對木星和土星的探測成果甚豐，這無疑是會在世界天文學史上大書特書一筆的。但是「旅行者」並不滿足，因為在很久之前，木星和土星這兩顆行星早已有「先驅者」探測過，所以總的來說是基於別人的探索實驗智商的。不過我們的旅行者絕不甘心步人後塵，科學勇士必須開創自己的道路。相信未來旅行者2號會信心百倍地踏上了從未有前人踏過的路，帶我們踏上更多的宇宙新徵途，了解更多未解的宇宙之謎。
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