重登榜首!木星再次反超土星,成为新任卫星霸主!猜猜它坐拥多少卫星?

2023-02-08 星期三

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斗转星移,

木星重新成为太阳系“卫星霸主”



(点击图片放大查看)

(图片来源:美国卡内基科学研究所 

/ Roberto Molar Candanosa)


上图虽然不是木星所有92颗已知卫星的最新信息,但仍然有助于按轨道对卫星进行分组


伽利略卫星是最内层和最大质量的卫星(紫色)。木星顺行卫星紫色蓝色)相对靠近木星运行,而其逆行卫星红色)距离木星较远。一个例外是木卫六十二绿色),这是一个远离木星的顺行卫星。



直径约1公里木卫六十二(Valetudo)是一颗“孤单的”顺行卫星,它绕着“卡尔波卫星群”运行,距离木星1900万公里


美国华盛顿特区卡内基科学研究所(Carnegie Institute for Science)的天文学家斯科特·谢泼德(Scott Sheppard)在2018年发现它后,称之为“怪人”,因为它的轨道穿过几颗逆行卫星的轨道——这种高度不稳定的情况很可能导致正面碰撞,从而粉碎这些卫星中的一两颗。


谢泼德补充:


木卫六十二可能是一颗更大的顺行卫星的残骸,它曾遭受过早期的碰撞——目前还没有发现此次碰撞的其他“成员”。


在2018年,土星确认轨道的卫星数量曾首次超过木星,达到82颗——不久又有一位业余天文学家确认了第83颗卫星的轨道,再次拉开与木星卫星数量的差距。


木星不仅是太阳系中体积和质量最大的行星——现在,在科学家又发现了12颗卫星后,这颗气态巨行星已拥有最多的卫星,使这个庞然大物的卫星总数达到92颗




目前,木星12颗新发现的卫星的轨道已由美国史密森尼天体物理天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory)运营的小行星中心 (MPC,Minor Planet Center)公布。


这十几颗新卫星使木星的已知卫星数量增加了15%——凭借这些新发现,木星从“前冠军”土星手中夺回了“太阳系拥有最多卫星的行星”的宝座。 




迄今为止,科学家们已经在土星(太阳系第二大行星)这颗环状气态巨行星周围发现了83颗卫星。


不仅如此,天文学家还在土星周围发现了大量直径约3公里的小岩石卫星,但尚未精确追踪这些小天体。


因此,随着能够研究这些小卫星的新一代仪器投入使用,木星可能又不得不放弃它的新头衔,让土星回到冠军宝座。 



谢泼德已经提交了2021年至2022年间拍摄的木星系统观测结果,以供发表。


观察新卫星和它们得到正式确认之间的日期延迟,是因为天文学家必须花时间跟踪这些岩石天体的完整公转轨道,以确保它们实际上真的是在绕木星运行


所有这些新卫星都在远离木星表面的地方绕木星运行,它们都需要超过340个地球日才能完成围绕这颗气态巨行星的公转




在这12颗新卫星中,有9颗距离木星特别远:MPC估计这9颗卫星的轨道运行周期都超过550天


这些卫星也都相对较小:这9颗卫星中只有5颗被认为直径大于8公里。 


9颗特别遥远的卫星,都具有“逆行轨道”——这意味着它们以与木星自转相反的方向围绕气态巨行星运行。


相比之下,木星的“内圈卫星群”具有与它自转方向相同的“顺行轨道”


这些新卫星的逆行轨道,意味着它们可能是被木星巨大引力捕获的,而其中较小的卫星则可能是之前较大卫星被撞碎的残骸。 

注:

木星内圈卫星群阿曼尔提亚卫星群非常接近木星,包括木卫十六、木卫十五、木卫五和木卫十四。


观测显示,至少其最大成员木卫五,并不是在现有的轨道上形成的,而是在更远的轨道上形成,或是被吸引过来的太阳系天体。这些卫星连同一些未发现的内圈小卫星维持着木星暗淡的环系统。木卫十六和木卫十五维持其主环,而木卫五和木卫十四维持稍暗的外环。


其他新发现的卫星都处于顺行轨道,表明它们是围绕木星形成的。


这些顺行轨道新卫星其他13颗木星卫星都位于“中间地带”:比外部逆行卫星更靠近木星,但比“内部大卫星”——木卫一木卫二木卫三和木卫四距木星更遥远——它们被称为“伽利略卫星”,因为它们是伽利略·伽利莱(Galileo Galilei)在1600年代初期首次发现的。 


木星这些顺行的卫星比外层逆行的卫星更难被发现


谢泼德指出:


原因是它们离木星更近,而且木星的散射光非常耀眼。


木星反射的太阳光“遮住”了这些卫星,因此到2000年,天文学家只发现了其中5颗卫星——在接下来的20年里,也只发现了另外8颗






(图片来源:斯科特·谢泼德)


这张图表显示了木星周围卫星的轨道:紫色代表伽利略卫星,黄色代表木卫十八(忒弥斯托/Themisto),蓝色代表喜马利亚卫星群,青色绿色分别代表卡尔波卫星群和木卫六十二,红色代表遥远的逆行卫星。(注意:此图表中的卫星数量不是最新的。)



伽利略卫星之外的顺行木星卫星可以分为两个“卫星群”


最接近木星的是“喜马利亚卫星群”(Himalia group),以第五大木星卫星喜马利亚(Himalia,也即木卫六)命名。


该卫星群距离木星1100万至1200万公里,共有9颗卫星,其中两颗是这次新发现的。




到目前为止,在伽利略卫星喜马利亚卫星群之间只发现了一颗木星卫星木卫十八(忒弥斯托,Themisto),这可能是由于这颗气态巨行星发出的眩光过于强烈,足以掩盖直径小于3公里的任何卫星,使人类无法发现它们。


“卡尔波卫星群”(Carpo group)位于距离木星约1700 万公里之外的地方,它以卡尔波(Carpo,即木卫四十六) 命名,木卫四十六是 谢泼德在2005年发现的一颗木星卫星。


在这一系列新发现之前,卡尔波卫星群中其实只有木卫四十六本身——所以新发现的另一颗卫星使这个卫星群的“人口”陡然增加了一倍


新发现的这些顺行木星卫星很可能成为未来木星探索任务的绝佳目标,这些任务将飞越木星——包括欧洲航天局定于今年4月发射的“JUICE”任务和定于2024年10月发射的 NASA(美国宇航局)的“欧罗巴快船”(Europa Clipper)任务。 




据记录,天王星27颗已确认的卫星,海王星有14颗,火星有2颗,地球有1颗,而金星水星都“一无所有”。



参考:

  • https://www.space.com/jupiter-moon-discoveries-total-92
  • https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-dozen-more-moons-for-jupiter/

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