3月11日,國際天文學聯合會小行星中心一口氣公布了 128 顆新的土星衛星的數據,這使得土星的衛星數量一下子猛增至 274 個,幾乎是其他行星衛星數量之和的 2 倍!第二名木星,雖然貴為太陽系行星之王,所擁有的衛星數量也“只有” 95 顆。
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小行星中心公告(來源:MPC)
雖然這次是突然增加了 128 顆衛星,但是它們的數據積累卻是從 1999 年就開始了。因為這些天體太小了,直徑在 1~20 公里之間,要想確認它們是圍繞土星運行的衛星,并非易事。這些發現主要依靠的是位于 夏威夷莫納克亞山上的加拿大-法國-夏威夷 3.6 米望遠鏡(CFH)。在 1999 年至 2003 年的觀測中獲得了關于衛星的初步證據后,團隊領導者天文學家愛德華·阿什頓(Edward Ashton)決定在 2021 年至 2023 年重新觀測,花費連續幾個晚上的觀測,通過觀測它們相對于背景恒星的運動,驗證是否為土星的衛星。
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新發現的128顆衛星,藍色線條表示順著土星自轉方向運動,紅色線條表示逆行衛星。左下角的圈圈表示地月系統大小。(來源:K Ly)
研究表明,新發現的衛星都有著不規則的軌道——意思是它們的軌道相對于土星赤道(土星環),以及那些較大的衛星的軌道平面而言,是非常分散的,各種傾角都有。它們中的大多數的運動方向還與土星自轉方向,以及大多數衛星公轉方向相反。它們的軌道也比其他主要衛星遠 50 倍左右。造成這種情況的原因無外乎兩個,要么這些新衛星都是被捕獲的小行星,要么這些新衛星是一次巨大天體碰撞的殘骸。
從天文學角度(軌道、分布、大小、公轉速度等)分析,這些不規則衛星的年齡可能不到 1 億歲,這在天文學尺度上算是很年輕的。這些新衛星的軌道大致可以被分為三類。這些特征都指向了一種可能的情況——1 億年前曾經發生過一次或多次巨大的撞擊。
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土星與土星衛星軌道對比(來源:Tony Dunn)
更重要的是,1 億年這個年齡與土星環的年齡相近。土星環的形成,與不規則衛星的形成存在密切關聯嗎? 目前還不能妄下結論。假如土星系統中真的曾發生過重大災難性事件,這倒也能解釋為什么木星的衛星數量沒怎么增長。然而,如果反過來想,既然土星系統中經歷過那么劇烈的碰撞,那么比土星更大的木星,為什么就沒有發生過類似的事件呢?(至少是缺乏證據的)
因為有著為數眾多的小衛星,以及最美行星環,土星系統有著“迷你太陽系”“太陽系的實驗室”等美譽。土星新衛星雨后春筍般涌現出來,或許讓我們的格局也一下子打開了。
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太陽系衛星數量排名(來源:上海天文館)
參考資料
With a total now of 274 known moons, Saturn leads all of the planets by far. ( https://skyandtelescope.org/astronomy-news/its-official-saturn-has-128-new-moons/)
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