科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)12顆新木星衛(wèi)星：軌跡奇怪，難以發(fā)現(xiàn)

據(jù)《國家地理》最新消息，天文學(xué)家在觀測太陽系遙遠(yuǎn)邊緣時(shí)，本來希望尋找一顆假想行星的過程中卻意外發(fā)現(xiàn)了圍繞木星周圍的12顆新衛(wèi)星。

12顆新木星衛(wèi)星

這些新衛(wèi)星與土衛(wèi)三不同。木衛(wèi)三可是太陽系中的最大衛(wèi)星。而它們很小，最小的直徑大約只有1英里(合1.6公里)，并沿著各種奇怪的軌道環(huán)繞著木星。

科學(xué)“狗仔隊(duì)”的意外發(fā)現(xiàn)

在木星周圍發(fā)現(xiàn)新衛(wèi)星的難度很大。人類肉眼觀測不到的天體通常很小，它們的光線也相當(dāng)微弱。跟蹤這些暗沉的星光需要性能強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，而這類望遠(yuǎn)鏡的視野往往過小，無法觀測到整個(gè)木星系統(tǒng)。此外，木星非常明亮，它耀眼的光會(huì)掩蓋小衛(wèi)星的光芒。

去年，卡內(nèi)基科學(xué)研究所的斯科特·謝潑德(Scott Sheppard)及其同事致力于尋找一個(gè)可能比冥王星還遙遠(yuǎn)的行星，它的規(guī)模大到其引力足以重新排列較小的遙遠(yuǎn)天體的軌道。因此，該團(tuán)隊(duì)把智利托洛洛山美洲際天文臺(tái)(Cerro Tololo Inter-American Observatory)的望遠(yuǎn)鏡上瞄向一些目標(biāo)星域，希望尋找沿著太陽軌道移動(dòng)的可能光點(diǎn)。

任務(wù)期間，謝潑德及其同事發(fā)現(xiàn)木星位于該望遠(yuǎn)鏡的觀測范圍內(nèi)，因此決定利用這個(gè)機(jī)會(huì)順便研究木星。

“我們使用幾年前才安裝在望遠(yuǎn)鏡上的新相機(jī)，”謝潑德說，“它能夠更快地搜索大片區(qū)域，因此我們只需使用四幅圖就能覆蓋木星周圍的整個(gè)區(qū)域。”

可以說，這些衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)實(shí)屬意外。

加州大學(xué)伯克利分校的行星科學(xué)家道格·海明威(Doug Hemingway)表示，“真有意思。這說明，當(dāng)發(fā)展出研究一樣事物的能力時(shí)，你永遠(yuǎn)不會(huì)知道接下來可能會(huì)發(fā)現(xiàn)其他什么事物。”

2017年3月，研究團(tuán)隊(duì)就獲取了證明可能存在10顆新衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，另外兩顆新衛(wèi)星在此之前就已被發(fā)現(xiàn)。次月，他們?cè)俅斡^測到相關(guān)信號(hào)。但確認(rèn)它們的軌道需要一段時(shí)間。直到今年5月該團(tuán)隊(duì)再次觀測木星時(shí)才確認(rèn)所有新衛(wèi)星的存在，從而讓木星衛(wèi)星家族的成員總數(shù)增至79顆。

NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的邦妮·布拉蒂(Bonnie Buratti)說：“這些小小的外圈衛(wèi)星是木星衛(wèi)星系統(tǒng)中數(shù)量最多的類型。把它們添加到已經(jīng)很龐大的衛(wèi)星家族中，似乎不是什么大發(fā)現(xiàn)。但實(shí)際上并非如此。”

源起何處?

這些新衛(wèi)星的直徑從大約1英里(合1.6公里)至3英里(合4.8公里)不等。其中兩個(gè)衛(wèi)星位于相對(duì)靠近木星的位置，它們沿著與木星旋轉(zhuǎn)方向相同的軌道運(yùn)行。它們很可能是自太陽系誕生以來數(shù)十億年間一個(gè)遠(yuǎn)比它們大的衛(wèi)星碎裂后的殘骸。

其中9顆衛(wèi)星形成了三個(gè)更遠(yuǎn)的星團(tuán)，并且逆行環(huán)繞木星。它們的來源可能類似內(nèi)圈的衛(wèi)星團(tuán)：直徑大約幾百英里的大衛(wèi)星在碰撞后被摧毀并留下一堆碎片，其中一些碎片繼續(xù)環(huán)繞木星成為它的小衛(wèi)星。

謝潑德問道，“它們撞到了什么?某顆彗星?一顆流浪的小行星?亦或是木星系統(tǒng)中的其他衛(wèi)星?”

另一個(gè)有趣的假設(shè)是，形成這些小衛(wèi)星的天體不是木星系統(tǒng)中的“原住民”，而是在太陽系早期階段被木星的引力吸引過來的。

這聽起來可能有點(diǎn)奇怪，但是隨著時(shí)間推移，大型行星把小天體拉到身邊并不罕見，特別是在太陽系早期，巨行星會(huì)發(fā)生遷移，并擾亂著尺寸遠(yuǎn)比它們小的天體的軌道。

土星最知名的衛(wèi)星之一是土衛(wèi)九，它來自比海王星軌道還遠(yuǎn)的柯伊伯帶。無獨(dú)有偶，海王星最著名的衛(wèi)星——海衛(wèi)一也是一個(gè)被“虜獲”的柯伊伯帶天體。

布拉蒂指出，“動(dòng)力學(xué)家認(rèn)為，這些外圈衛(wèi)星(至少那些早期被捕獲的衛(wèi)星)的軌道曾因氣體巨星的遷移而被干擾。”我們所熟知的氣體巨星有木星、土星、天王星和海王星等等。

奇怪衛(wèi)星Valetudo

在12顆新衛(wèi)星中，有一顆奇怪的衛(wèi)星擬被命名為Valetudo。遵循天文學(xué)命名慣例，它的擬定名稱來自神話，意為健康和衛(wèi)生的羅馬女神。

類似兩個(gè)順行的新衛(wèi)星，Valetudo的軌道與木星的旋轉(zhuǎn)方向相同。但相對(duì)于木星，它的軌道是傾斜的，并且位于三個(gè)逆行星團(tuán)附近。因此，謝潑德懷疑，這些衛(wèi)星團(tuán)的形成源自一些衛(wèi)星與Valetudo的碰撞，Valetudo恰恰是一個(gè)更大衛(wèi)星的“遺體”。

他說，“就像在高速公路上開錯(cuò)道一樣，很可能發(fā)生碰撞。”

謝潑德也研究了其他巨行星，并沒有找到任何圍繞天王星和海王星的新衛(wèi)星。他有點(diǎn)失望。

他說，“天王星是找到新衛(wèi)星的最佳對(duì)象，因?yàn)槟憧梢杂蒙勘葋喌慕巧珌砻?rdquo;