凭啥你的小弟这么多?木星:我会吸星大法啊!

作者: 韩越扬

来源: 果壳少年

发布日期: 2018-08-01

木星是太阳系最大的行星,拥有最多的天然卫星,其卫星数量已达到79颗。这些卫星的发现和研究,不仅揭示了木星的强大引力捕获能力,也为我们提供了关于太阳系形成和演化的宝贵信息。

木星是太阳系最大的行星,也是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星,俨然一个小型太阳系。2018年7月18日,国际天文学联合会(IAU)证实,美国卡内基科学研究所的斯科特·谢泼德(Scoot S. Sheppard)的团队,发现了12颗木星的新卫星,木星卫星的总数上升到了惊人的79颗。古人早就已经知道了它的存在,罗马人以他们的众神之王朱庇特(Jupiter)来称呼称这颗行星。

在我们中国,古代则称木星为岁星,因为它绕行天球一周的时间为12年,与地支相同。到了西汉,《史记·天官书》中,司马迁在实际观测中发现岁星呈青色,故而与“五行”联系在一起,正式把它命名为木星。400多年前,伽利略第一次将望远镜指向天空,现代天文学诞生了。通过望远镜,伽利略发现月亮原来并不像我们想象中那样美丽,上面有着数不尽的大坑;银河不是天上的河流,而是由一颗颗真实的繁星点缀而成。

在众多的发现中,就有木星的四颗卫星。伽利略让那个年代的人们,第一次认识到原来并不是只有地球有卫星,我们也是这个宇宙中普通平常的一分子。为了纪念这个伟大的发现,木卫一、木卫二、木卫三、木卫四这四颗卫星也被称为伽利略卫星。因质量巨大,木星捕获了许多临近的小天体。自伽利略之后,望远镜越做越大,分辨本领越来越高。然而,木星的第五颗卫星(木卫五),直到1892年才被美国天文学家巴纳德发现。

在这之后,陆续有被新发现的木星卫星,数量一直缓慢增长着。随着照相技术的发展,以及旅行者1号与旅行者2号探测器的到访,木星的卫星数量上升至了16颗。20世纪80年代到90年代这二十多年里,没有更多的卫星被天文学家观测到,很多的天文书籍和课本里,木星的卫星数目都定格在这个数字上。

1999年10月至2016年,科学家通过高灵敏度的探测器发现并命名了另外51颗卫星,这使得木星卫星的总数达到了惊人的67颗,坐实了行星大哥的位置。斯科特·谢泼德团队发现了12颗木星新卫星,使得木星卫星的总数上升到了惊人的79颗,这对那些一直致力于探寻太阳系外星球的天文学家们来说,无疑是一个巨大的惊喜。

我们早已熟知木星的位置和运行轨迹,任何在它附近,以同样速度、同样方向移动的物体都可以作为它卫星的候选人。听上去卫星的搜索似乎很简单,但在实际操作中,这其实是一个非常耗时的过程。科研人员必须对这些候选目标进行进行数月甚至数年的观测,不断排除其他小天体对结果的干扰,才能最终把真正的卫星抓出来。不论是炙热的太阳,还是行星、小行星等这些围绕太阳公转的天体,最早都是起源于同一片由气体和尘埃组成的分子云中。

因为某些扰动,原行星盘上的物质开始收缩旋转,逐渐形成了现在的太阳系。也正是因为初始的旋转方向是确定的,所以太阳系内绝大多数天体的公转方向都是自西向东的。然而,偏偏有一些行星的卫星特立独行,围绕行星公转的方向并非自西向东,而是自东向西,这便是所谓的逆行轨道。科学家发现,这12颗卫星中,竟然有9颗都位于木星的逆行轨道。而且,木星的大部分已知的卫星是逆行的。造成这样的原因众说纷纭。

有些科学家认为,处于逆行轨道的卫星,并非在行星形成初期就来到了木星的身边。随着木星的不断成长,巨大的引力将周围的很多小行星、彗星捕获到自己的地盘。这些小天体大多个头不大,被木星捕获的时候,角度和速度也不尽相同。这种观点得到了更多人的认同。有的顺时针围绕木星旋转,自然也有的逆时针转,一些运气不好的家伙甚至会直接与木星相撞,被直接吞没(如苏梅克-列维九号彗星)。

当然,一些卫星也可能是来源于木星某个个头较大的卫星,大的卫星因为某些原因炸碎成了很多个小块,绕转方向自然也就不相同了。在这些新发现的卫星中,有一颗卫星引起了科学家们的注意,它的轨道完全不同于木星的其他卫星,名叫Valetudo(希腊女神许癸厄亚的罗马名字)。Valetudo比其他卫星离木星的距离更远,轨道也更加倾斜。

她要花18个月才能绕木星一圈,而且它的运行轨迹穿过了那些逆行的卫星的轨道,很容易发生碰撞。谢泼德团队认为,Valetudo可能是一个更大的卫星的碎片,是在一次被一个更大的逆行卫星碰撞的过程中掉落的。科学家们感到好奇的不仅仅是它的轨道,同时也惊叹于这颗卫星的质量竟然如此之小。如果Valetudo形成的更早一些,她有可能会被木星形成初期表面的气体和尘埃拖慢速度,然后直接被木星吞噬。

这么小的卫星依然存在着,说明了它形成的时候,这些气体和灰尘早就已经不复存在了。新卫星的发现,让我们有机会进一步了解庞大的木星家族,也同样为我们提供了关于太阳系形成的新信息。在晴朗的夏季,拿上心爱的望远镜,对准南方夜空天秤座里面最亮的那颗星,也许你也能发现不一样的风景。

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