發(fā)現(xiàn)一打土星月亮 ——天文學(xué)家對于土星衛(wèi)星的最新認(rèn)識 柯南 | |
大約400年前，伽利略把他自制的望遠(yuǎn)鏡指向了木星。他驚奇地發(fā)
現(xiàn)，原來存在4個環(huán)繞木星運轉(zhuǎn)的小天體——這就是后來所謂木星的伽
利略衛(wèi)星。伽利略揭開了發(fā)現(xiàn)外行星衛(wèi)星的大幕。
到20世紀(jì)80年代，太陽系的兩個巨行星——木星和土星——已經(jīng)
分別擁有了十多顆和二十多顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星可以分為規(guī)則衛(wèi)星和不
規(guī)則衛(wèi)星。如果一個衛(wèi)星的軌道分布符合提丟斯-波得定律，同時具有
同向性、共面性和近圓性特點，我們就稱它為規(guī)則衛(wèi)星，否則就是不
規(guī)則衛(wèi)星。
如果把時間向前推幾年，當(dāng)有人問你太陽系的哪個行星的衛(wèi)星最
多的時候，你一定會毫不猶豫的回答：是土星。但是這幾年天文學(xué)家
們的新發(fā)現(xiàn)使這個問題變得很難回答。如果你瀏覽一下過去幾年的新
聞，就會發(fā)現(xiàn)，外行星衛(wèi)星的數(shù)目——特別是木星和土星的——經(jīng)常
被改寫，這有點像跳高運動員布勃卡每次打破1cm的撐桿跳紀(jì)錄。當(dāng)
我寫下這篇文章的時候，木星、土星、天王星和海王星已被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)
星數(shù)量分別是：28、30、21和8。
7月12日，法國科學(xué)家Gladman和他的同事在《自然》雜志上公布
了他們新的工作成果：土星的衛(wèi)星數(shù)量增加了12，其總數(shù)達(dá)到了30，
這又超過了木星的衛(wèi)星數(shù)量。天文學(xué)家通過設(shè)在智利的歐洲南方天文
臺(ESO)的2.2m望遠(yuǎn)鏡和夏威夷的加拿大-法國夏威夷望遠(yuǎn)鏡(CFHT)
等望遠(yuǎn)鏡觀測土星，發(fā)現(xiàn)了12顆衛(wèi)星，其中6顆已經(jīng)在去年公布，今
年公布的是其余6顆。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，觀測天文學(xué)普遍使用CCD（電荷耦合器件）作
為照相的手段，在前述的望遠(yuǎn)鏡中，使用CCD可以觀測到最暗為23等
星的天體。也就是說，我們可以觀測到木星最小為1km的衛(wèi)星。對于
土星、天王星和海王星，這個數(shù)字則分別是4、16和36km。
新發(fā)現(xiàn)的這些土星衛(wèi)星就屬于這種情況：它們的直徑小得可憐，
大都在幾千米的范圍。它們的距離土星1000萬到2000萬千米，軌道不
太規(guī)則，屬于不規(guī)則衛(wèi)星。
下面這張圖片顯示了新發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星的軌道示意圖。我們可以
看到，這新發(fā)現(xiàn)的12顆衛(wèi)星明顯分為了3族，在圖中以紅色、綠色和藍(lán)
色表示。與土星的內(nèi)側(cè)衛(wèi)星土衛(wèi)六(Titan)、土衛(wèi)七（Hyperion）、
土衛(wèi)八（Iapetus）相比，它們不但個頭小，軌道也是亂七八糟的。
科學(xué)家們認(rèn)為，這些奇怪的衛(wèi)星可能不是伴隨土星而形成的。它們可
能是后來被土星引力俘獲的小行星，或者有彗星撞到了其他衛(wèi)星上，
撞出的碎片就形成了這些衛(wèi)星。這樣，我們就不難理解為什么這些小
不點有類似的尺寸和軌道了。值得注意的是土衛(wèi)九（Phoebe）。土衛(wèi)
九是一顆逆行的衛(wèi)星，同樣具有奇怪的軌道?？茖W(xué)家們推測，土衛(wèi)九
可能受到過彗星的撞擊（外行星及其衛(wèi)星受到彗星的撞擊的幾率要比
內(nèi)行星大的多），撞出的碎片形成了其他小不點衛(wèi)星。2004年，當(dāng)卡
西尼土星探測器到達(dá)土星的時候，它將對土衛(wèi)九拍照，以確定它是否
真的受到過撞擊。
科學(xué)家們認(rèn)為，一個10km直徑的衛(wèi)星受到彗星撞擊，形成1km的
碎片，而一個100km直徑的衛(wèi)星受到撞擊，形成的是10km的碎片。前
一個過程要相對容易的多。因此，新發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星有可能只不過是
冰山的一角，或許我們還會發(fā)現(xiàn)更多類似的土星衛(wèi)星。
天文學(xué)家們的下一個目標(biāo)是木星的衛(wèi)星。處于23等星極限的木星
衛(wèi)星的直徑是1km，也就是說，很可能會發(fā)現(xiàn)更多的木星“小不點”衛(wèi)
星。當(dāng)然，觀測木星的衛(wèi)星會遇到一些困難——這些衛(wèi)星更加接近處
于火星和木星之間的小行星帶，這就增加了混淆的可能性。不過，科
學(xué)家們認(rèn)為，木星取代土星坐上太陽系擁有衛(wèi)星最多行星的寶座，可
能只不過是遲早的事。
土星VS木星，到底誰笑到最后？讓我們拭目以待。
