木星有79顆衛星?不,可能是600顆

2020-12-04 騰訊網

最新研究表明，行星之王木星可能擁有數百顆較小的衛星。

圖為木衛三（最大的伽利略衛星）和木衛二（最小的伽利略衛星）以及它們在木星表面投下的影子，新發現的天體在離木星更遠的軌道上

圖源：Damian Peach

近日，一個加拿大天文研究團隊發現木星可能擁有大約600顆直徑在800米以上的衛星。他們將於本月25號在線上舉行的2020歐洲行星科學大會上匯報他們的成果。這些衛星中的大部分都分布在廣闊的、形狀不規則的逆行軌道上。

在過去的20年裡，大型數位相機的快速發展幫助天文學家們發現了數十顆小型的木星衛星。早在2003年，卡內基研究院的Scott Sheppard就曾估計過，直徑在1千米以上的木星衛星可能有100顆左右。

然而，三位來自溫哥華不列顛哥倫比亞大學的研究者Edward Ashton、Matthew Beaudoin和Brett Gladman，共同發現了近50顆尺寸比1千米更小的衛星。他們觀測了約一個平方度的天區，並根據得到的結果進行外推，最終得出了木星周圍有近600個小天體的結論。

2010年9月8日，該研究團隊利用一臺3億4千萬像素的MegaPrime相機拍攝了60張木星附近天區的照片，每張曝光時間140秒。這些照片由位於夏威夷莫納克亞山的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡進行拍攝。天文學家們對這些照片進行了126次不同的排列組合，每一種組合都是基於木星潛在衛星的可能運行速度和方向考慮的。

這張圖裡的是最亮的候選衛星之一（臨時編號：j22r94a24），衛星位於圖的中央，周圍的線條是經過轉換和疊加處理後恆星留下的軌跡

圖源：Edward Ashton（不列顛哥倫比亞大學）

天文學家們利用這種方法發現了52顆亮度在25.7等以下的天體，這個亮度的天體對應的尺寸大約在800米左右。其中有7個較亮的被證明為已知的不規則衛星，其餘的幾乎都是逆行的木星衛星，它們的公轉運行方向與木星自轉方向相反。相關論文已被《行星科學》雜誌接收。

如果這種對一個平方度的天區進行「鉛筆束」式的高敏感度掃描都能發現45顆之前未知的衛星，那尺寸在800米以上的木星衛星數量據估計應該在600顆左右。而目前官方公布的木星衛星數量只有79顆。

去年新發現了20顆土星衛星的Sheppard對這個結果並不感到驚訝。「我們在2018年發表的成果裡用到過類似的轉換和疊加技術，」他說。「我們同時也在那篇論文裡提到了不能確定為衛星的一些觀測結果，因為我們沒有花更長時間，比如幾個月到幾年，來有效地確定它們的軌道。」

這張圖顯示了已確認的79顆木星衛星的軌道，順行的衛星軌道（紫色和藍色）較為靠近木星，而逆行的衛星軌道（紅色）則較為遠離木星。新發現的衛星可能屬於後一類。綠色的是衛星Valetudo的軌道。它是個特例，儘管和一群逆行衛星混在一起，但卻是順行的。

圖源：卡內基研究院/ Roberto Molar Candanosa

同樣地，這次的發現也不能直接將其定性為45顆新發現的衛星，更不用說據此外推出來的600顆了。「我們仍然需要使用大型望遠鏡並花上很長時間來對這些數量眾多的小衛星進行精確定軌，」Sheppard說，「之後我們才能對這些發現的結果評估其科學價值。」

據Ashton介紹，目前他們還沒有安排後續的觀測計劃。「最好能夠進行確認」，他說，「但這意味著我們需要從頭開始對它們進行跟蹤。」但是，維拉·魯賓天文臺在未來一定會再次發現這些小衛星。「那時，這些線索就會聯繫起來，我們的觀測結果也將會得到確認。」

這次的新發現又引出了新的問題：能被稱為衛星的天體的尺寸的界限在哪裡？「如果不斷降低要求的話行星環中的顆粒最終也許都能算作衛星，所以某種程度的限制是必要的，」Ashton說。但是Sheppard認為，我們並不需要「對衛星作更進一步的定義」。但是不管如何，他說，國際天文學聯合會(IAU)是不會給尺寸小於1千米的行星衛星命名的。

來源：牧夫天文

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來源：國家空間科學中心

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