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新木衛:被你們發現純屬意外

近日,天文界掀起了一陣不小的風浪,因為在木星的周圍,又發現了12顆新衛星,已知的木衛總數增加到了驚人的79顆!如果按照衛星數量的多少對太陽系的行星進行排名,木星可以說是當之無愧的第一名。

其實,發現這幾顆衛星純屬是一場意外。

探尋「第九行星」路上的意外

原來天文學家認為,在太陽系的最邊緣,冥王星的外圍,存在著「第九行星」,因此天文學家一直致力於證明它的存在。

2017年,美國天文學家嘗試用望遠鏡尋找可能的邊緣行星時,木星意外地進入瞭望遠鏡的視野,同時木星周圍的微小物體發出的閃爍光芒吸引了天文學家的注意。「這些物體可能是木星的新衛星!」天文學家激動地說。

在木星周圍發現衛星是很困難的。雖然木星是太陽系中最大的行星,引力的影響範圍很大,可以容納許多衛星,但是因為區域過大,要想搜索體積很小的衛星比在大象身上找到螞蟻還難。同時由於木星體積很大,反射了大量的光,這意味著天文學家在通過捕捉衛星散發的微弱光芒時,可能會受到木星較強的反射光的影響。

雖然困難,但天文學家們不會放棄。經過了一年的追蹤,美國天文學家終於確定這些微小物體有著閉合的軌道,並且圍繞木星做周期性運動,證實了它們確實是由木星的引力控制的,是木星的衛星。那麼它們到底是什麼樣的衛星呢?

群衛中的「怪胎」

按照距離木星的遠近,天文學家將迄今發現的木衛分為三個類型:距離最近的伽利略衛星群、距離最遠的外圍逆行衛星群和兩者之間的順行衛星群。

伽利略衛星群包括木衛一到四,因被伽利略發現而得名,運行軌道為圓形,軌道平面幾乎與木星赤道面重合,交角基本為0°,運行方向與木星自轉方向相同;外圍逆行衛星群的軌道面與木星赤道面的交角最大,而且運行方向均與木星自轉方向相反;兩者之間的順行衛星群運行方向也與木星自轉方向相同,軌道平面與木星赤道面交角約在27°左右。

在新發現的12個衛星里,有9個屬於外圍逆行衛星群,還有2個衛星屬於順行衛星群。最後一顆叫瓦雷圖多,它可能是目前為止發現的木衛中最小的一顆,也是最「怪胎」的一顆。

它的直徑還不到1千米,雖然在外圍逆行衛星群的範圍里,但運行方向卻和順行衛星群一致。由於它的另類,瓦雷圖多被天文學家冠以「怪胎」的稱呼。

天文學家認為,這顆「怪胎」如果一直這樣迎著其他衛星逆行下去,終將發生「交通事故」,與其他衛星發生碰撞。

新衛星引發猜想

新木衛的發現壯大了木衛家族,也再次引發了科學家們對木星成因的關注。科學家們相信,這些散發光芒的新衛星,可能暗藏木星形成的大秘密。

木星是太陽系中體積最大的行星,也是帶有「光環」的行星之一。天文學家認為,如果想要了解木星是如何形成的,首先就是要探尋「光環」形成的秘密,而新衛星的發現給如何探索「光環」提供了一個方向。

在新發現的12顆衛星中,位於外圍逆行衛星群的9顆新衛星由於在三個不同的軌道,被認為是三個大衛星與天體碰撞形成的碎片;而位於順行衛星群的2顆新衛星,由於共同的特性如相同的軌道傾角,被認為可能是以前存在的一個大衛星的碎片;而「怪胎」衛星也被認為是大衛星碎片。

那麼這些大衛星從何而來?碎片又是怎麼形成的呢?

在對衛星組成研究過後,天文學家懷疑大衛星可能曾是太陽系空間的漂浮物,因為大衛星的組成成分可能是岩石和冰,而岩石和冰是太陽系區域的常見成分。

天文學家認為,木星在形成初期,因為自身強大的引力,可能捕獲了漂浮在它周圍的大衛星,被捕獲的大衛星在不同的軌道上運行。

距離木星較遠的逆行衛星群附近,木星捕獲了一顆「另類」的大衛星,這顆大衛星和其他衛星的運行方向相反。由於它和外圍逆行衛星群有相近的運行軌道和相反的運行方向,在某一瞬間與正在運行的一顆逆行大衛星發生「交通事故」。兩顆天體相撞,大衛星被撞碎,形成了現在的9顆外圍逆行新衛星和「怪胎」衛星,也許還有其他碎片。

而距離木星較近的順行衛星群附近,木星也捕獲了一顆大衛星,其運行方向與木星自轉方向一致,可能後來和彗星、小行星等天體碰撞,形成了2顆順行新衛星和其他天體碎片。

隨著碰撞的不斷發生,衛星碎片和其他天體碎片的數量不斷增多,同時木星一直吸引著「路過」它的太空漂浮物,「光環」開始有了雛形。因此,天文學家認為,「光環」實際上是衛星撞擊和木星捕獲太空漂浮物的結果。

在龐大的木星周圍,也許還存在著更多的衛星,它們正默默地圍繞木星旋轉,等待著我們去「意外」發現。


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