太陽(yáng)系已知的衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)到205顆,而且五花八門,什么樣的都有,那它們到底是怎么誕生的呢?今天咱們就用通俗的話,結(jié)合典型衛(wèi)星案例,一次性說(shuō)透。看完秒懂衛(wèi)星的誕生真相。關(guān)于太陽(yáng)系衛(wèi)星起源,科學(xué)家認(rèn)為主要有三種方式。
第一種,也是最常見(jiàn)的叫做共吸積,簡(jiǎn)單說(shuō)就是衛(wèi)星和行星同源形成。它們由同一片原始星云或原行星盤中的物質(zhì)同時(shí)吸積而成。
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這類衛(wèi)星有個(gè)明顯的特點(diǎn):軌道接近正圓形,軌道平面與行星軌道位于同一平面,并且與行星自轉(zhuǎn)的方向一致,組成成分也和行星很像。這種方式誕生的衛(wèi)星就像是行星的同胞兄弟姐妹,與行星有著直接的血緣關(guān)系,只是在質(zhì)量和個(gè)頭上比行星小了些。
最典型的案例,就是木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三。科學(xué)家認(rèn)為它與木星同時(shí)吸積原行星盤中的物質(zhì)而形成。它的軌道接近正圓,與木星軌道共面,和木星自轉(zhuǎn)方向一致,完美契合同源形成的特點(diǎn)。
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除了木衛(wèi)三,木星的另外三顆伽利略衛(wèi)星(木衛(wèi)四、木衛(wèi)一、木衛(wèi)二)、土星的土衛(wèi)六,也都是通過(guò)這種方式誕生的,它們都是各自行星的兄弟姐妹,軌道穩(wěn)定、運(yùn)行規(guī)律。
第二種,大型撞擊。當(dāng)一顆大質(zhì)量天體與原始行星發(fā)生劇烈碰撞后,拋出的物質(zhì)會(huì)在軌道上重新吸積形成衛(wèi)星。此類衛(wèi)星的組成可能包含原行星和撞擊體的混合物。在太陽(yáng)系早期,天體碰撞特別頻繁,有的大型天體撞擊行星后,會(huì)撞出大量的巖石和塵埃碎片,這些碎片沒(méi)有被撞飛,在行星的引力作用下,慢慢聚集融合,就形成了新的衛(wèi)星。
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這類衛(wèi)星大多體積不會(huì)特別大,組成成分和行星的地殼高度相似,誕生時(shí)間也比行星稍晚。不過(guò)也有例外,那就是地球的衛(wèi)星月球,它的體積相對(duì)地球而言不算小,在衛(wèi)星中十分罕見(jiàn)。根據(jù)主流撞擊說(shuō)推測(cè),大約45億年前,一顆和火星體積相近的天體“忒伊亞”,狠狠撞擊了原始地球,撞出的大量巖石和塵埃碎片,在地球的引力作用下慢慢聚集,最終形成了月球。這也能解釋,為什么月球的巖石成分和地球地殼高度相似,完全符合撞擊碎片的形成特征,這也是目前科學(xué)界公認(rèn)的月球起源學(xué)說(shuō)。
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衛(wèi)星的這種誕生方式,雖然看上去非常的慘烈,但也是一次意外的驚喜”,本來(lái)只是一次天體碰撞,卻意外孕育出了一顆衛(wèi)星,月球的誕生,還為地球的生命演化,提供了很多幫助,比如穩(wěn)定地軸、產(chǎn)生潮汐等。
除了月球,太陽(yáng)系中部分小型衛(wèi)星,也被認(rèn)為是通過(guò)撞擊碎片形成的,它們大多體積小巧、形狀不規(guī)則,表面布滿隕石坑,都是天體碰撞后殘留碎片聚集的產(chǎn)物。
第三種誕生方式最有“叛逆感”,叫做捕獲天體,簡(jiǎn)單說(shuō)就是這些衛(wèi)星是行星撿來(lái)的。有些天體(比如小行星、彗星),在太陽(yáng)系中自由運(yùn)行時(shí),不小心闖入了某顆大行星的引力范圍,被行星的強(qiáng)大引力“抓住”,無(wú)法再逃離,最終成為這顆行星的衛(wèi)星。
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這類衛(wèi)星的特點(diǎn)很明顯:軌道往往很不規(guī)則,是一個(gè)很扁的橢圓,軌道平面與行星軌道平面傾角很大,甚至有的還出現(xiàn)逆向繞行星公轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。這些衛(wèi)星就像“撿來(lái)的孩子”一樣,它們本來(lái)有自己的運(yùn)行軌跡,卻因?yàn)橐馔猓恍行堑囊Σ东@,成為行星的“家庭成員”,也正因?yàn)槿绱耍鼈兊倪\(yùn)行規(guī)律,才和原生衛(wèi)星有很大區(qū)別。
科學(xué)家認(rèn)為,火星的兩顆小衛(wèi)星火衛(wèi)一和火衛(wèi)二都可能是火星引力捕獲的小行星或者彗星形成的。另外,科學(xué)家認(rèn)為:海王星最大的衛(wèi)星海衛(wèi)一也是海王星捕獲的。它圍繞海王星的公轉(zhuǎn)方向跟海王星的自轉(zhuǎn)方向是相反的,顯得十分叛逆。科學(xué)家確定,海衛(wèi)一原本是柯伊伯帶的天體,運(yùn)行時(shí)不小心闖入海王星的引力范圍,被捕獲后成為它的衛(wèi)星,也是太陽(yáng)系中最著名的“外來(lái)衛(wèi)星”。
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除此之外,木星和土星的一些小型衛(wèi)星也都是通過(guò)這種方式誕生的。
與行星同源,撞擊形成,捕獲天體,這就是太陽(yáng)系衛(wèi)星誕生的3種主要方式。正因如此,才讓太陽(yáng)系的衛(wèi)星家族,變得如此多樣和有趣啊!你發(fā)現(xiàn)了沒(méi)有,衛(wèi)星總是一面朝向行星。這是怎么回事呢?下一集,咱們聊一聊潮汐鎖定、軌道共振這些神奇現(xiàn)象,看看衛(wèi)星和行星之間,還有哪些不為人知的默契!
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