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木星卫星总数增加到了 79 颗,而且可能还有更多

当卫星的数量增加到几百个甚至上千个时,科学家们可能会开始怀疑,这些卫星是否还值得跟踪记录。

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十二年前,天文学家们曾有过争论:“行星是什么?”很快,他们可能又要开始为另一个太阳系分类问题争吵了:“卫星是什么?”

周二,由卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的斯科特·S·谢柏德(Scott S. Sheppard)所带领的团队宣布,他们在木星周围发现了十二颗卫星,也就是说,围绕这颗太阳系最大行星转动的卫星总数增加到了 79 颗。1610 年,伽利略用他的望远镜发现了比水星还大的木卫三(Ganymede)、有深坑的木卫四(Callisto)、火山众多的木卫一(Io)和冰层包裹的木卫二(Europa)。科学家们新发现的卫星位于这几颗著名木星卫星旁,但却相当不起眼。它们宽半英里到两英里,在距离木星数百万英里的轨道转动——这很好地解释了为何它们之前一直没有被人发现。

随着望远镜的进步,天文学家们无疑会发现更多围绕木星和其他绕太阳旋转的巨大行星转动,但体积更小的卫星。当卫星的数量增加到几百个甚至上千个时,科学家们可能会开始怀疑,这些卫星是否还值得跟踪记录。

是否每一颗绕行星旋转的星球,都够格称得上是“卫星”?

谢柏德博士说:“我们可能会开始把那些尺寸小于一千米的卫星称为‘矮卫星’。” 正是由于体积不够大,冥王星 2007 年由行星被降格为了矮行星

简单来说,卫星就是一颗绕行星旋转的石头。目前科学家们没有规定卫星的最小体积,但在实践中,天文学家只会把他们可以确定运转轨道的天体算作卫星。例如,土星环被认为是由小至砂砾、大至房屋般的颗粒组成的,但它们作为单个个体体积太小,难以观察跟踪。

谢柏德博士团队的主要任务是寻找第九大行星,这是一颗距离海王星很远的假定行星,似乎位于太阳系边缘,且对其他天体造成了影响。但是去年三月,他们发现,木星将会穿过他们想要探索的部分夜空,于是他们对于那片区域进行了观测。

他们没有发现第九大行星。(目前还没人发现第九大行星,它可能根本就不存在。)

但是,在位于智利的望远镜拍下的影像中,他们确实在木星附近发现了 12 颗新的光点。他们用一年时间验证了观察结果,在这之后,收集和传播太阳系数据的信息中心国际天文联合会(International Astronomical Union)小行星中心(Minor Planet Center)公布了他们的发现。

木卫二和木卫三等较大的卫星在轨道上绕行的方向往往和他们围绕的行星自转方向相同。天文学家称这种现象为“顺行”。这并不奇怪,因为这些卫星很有可能是由尘埃和气体组成的,而这些尘埃和气体旋转的方向正与太阳系形成时行星旋转的方向相同。

但是,木星巨大的引力可能也吸引了其他经过的天体,这些太空岩石有时就会沿相反的方向旋转,这被称为“逆行”。

在科学家们新发现的卫星中,有两颗沿顺行轨道旋转,恰和一组内卫星相同,这组内卫星被认为是由一颗较大的卫星粉碎后的碎片构成的。还有九颗新发现的卫星则位于三组更遥远的逆行卫星之中,很有可能是三颗曾被它捕获的更大卫星的残骸。

第十二颗卫星则比较奇特。它位于逆行卫星之中,但却是沿顺行轨道旋转的。谢柏德博士说:“它是在高速公路上反向行驶啊。”

他表示,这可能是破坏原本那三颗外卫星的天体留下的最后一片碎片。如果真是这样的话,那就意味着还有更多卫星等待着我们去发现。

“我们认为,所有这些碰撞都是在那里发生的,”谢柏德博士表示,“所以说,越往小里观察,你就会发现许多这些碰撞产生的更小更小的碎片。”

这 12 颗新发现的卫星中还有 11 颗目前尚未得到命名。谢柏德博士表示,他们很有可能会向公众寻求意见。但他也提到,他们“不希望征集到‘Planety McPlanetface’这种名字”。(几年前,一家英国政府机构征集过一艘科考船的名字,结果网民们兴高采烈地投出了“Boaty McBoatface”这样一个名字。)

谢柏德博士建议给那颗古怪的“逆向行驶”卫星起名为“Valetudo”。Valetudo 是罗马神祇朱庇特的曾孙女,也是卫生与健康的女神。

此前科学家们之所以纠结“冥王星是否属于行星”的问题,是因为他们在 2005 年发现了另一颗冥王星大小的冰态天体。当时,这颗已被称为“阋神星”(Eris)的天体迫使天文学家不得不重新思考“行星”到底意味着什么。最终,国际天文联合会想出了一个尴尬的定义:行星应当绕太阳运转,大到足以克服引力形成圆形球体,并且是其轨道上引力最大的天体。

冥王星和阋神星不符合最后一点要求,他们被归入了一个新的类别:矮行星。这类行星是圆形球体,并且绕太阳运转,但却不是其轨道上引力最大的天体。

至于卫星,现在还没有明显的差异,可以帮助我们将一颗行星最小的卫星剔除出卫星之列。

“很多时候,我会想,谁在乎这些呢!”迈克尔·E·布朗(Michael E. Brown)说,“不过总的来说,我的理解是:卫星和行星环很容易区分,但碎石、尘埃等如果没有构成行星环,就比较难和卫星区分开来。我们没有办法划出一道合理的界限,所以我不会去划那道线。”他是加州理工学院(California Institute of Technology)一名天文学家,正是他发现了阋神星,引发了科学界对行星定义的争论。

NASA 新视野号项目(它于两年前飞过冥王星)负责人 S·阿兰·斯特恩(S. Alan Stern)表示,应该扩大卫星的定义:至少从学术角度上来说,土星环里每一粒碎片都算是土星的卫星。

“我们应该设计一些类别,”斯特恩博士说,“最好是有组织的,而不是通过随意的投票。人们已经开始用‘小卫星’这样的词来称呼那些个头比较小的卫星了。”

不过,小行星中心副主任加雷思·V·威廉姆斯(Gareth V. Williams)认为,天文学家们并没有必要为这个争论操心。

“我们现在根本拍不到行星环里的单个碎片,更别提进行足够的观察确定它们的轨道了,甚至从航天器上都做不到,”威廉姆斯博士说,“我认为这是未来一代人要考虑的问题,目前它对我们而言还只是个假象中的问题。”


翻译:熊猫译社 钱功毅

题图版权:NASA/JPL-Caltech

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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