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天文学家新发现了20颗土星卫星

原创:牧夫天文

原作:MATT WILLIAMS

翻译:张雨荷

校译:牧夫天文校对组

编排:王招君

后台:库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接:

https://www.universetoday.com/143668/astronomers-find-20-yes-20-new-moons-for-saturn/

十月初,由卡内基科学研究所的著名天文学家Scott S. Sheppard领导的研究小组发现了20颗新的土星卫星。这使得土星的卫星总数达到82颗,超过了木星的79颗,成为太阳系新的 “卫星之王“。

国际天文学联合会小行星中心(MPEC)于10月7日宣布了这一发现。负责该发现的研究团队包括Sheppard、加州大学洛杉矶分校的David
Jewitt和夏威夷大学的Jan Kleyna,他们使用了位于夏威夷莫纳克亚天文台的8.2米口径昴星团望远镜进行观测。

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图注:20颗新发现的土星卫星的轨道

图源:Carnegie Institution for Science/NASA/JPL-Caltech/SSI/Paolo Sartorio/Shutterstock

新发现的这些卫星都属于土星的外围卫星群。根据环绕行星轨道的倾斜度不同,它们被分为三类不同的卫星群:因纽特群、诺尔斯群和高卢群,对应的卫星以源自这些文化传统的神话人物命名。

有两颗新发现的顺行卫星属于因纽特群,倾角约为46°,而逆行卫星则属于诺尔斯群。最靠近土星的两颗顺行卫星的轨道周期约为两年,而更遥远的卫星(包括两颗逆行和一颗顺行的卫星)的轨道周期超过了三年。另一颗顺行卫星的轨道倾角接近36°,属于高卢卫星群。有趣的是,天文学家认为两颗新发现的因纽特卫星曾经是一颗更大的、后来分裂的卫星的一部分。通过对这些和其他先前未被发现的卫星的研究,科学家们可以大大加深对土星系统的形成和演化的了解。

正如Sheppard在最近的卡内基科学新闻稿中解释的那样:"研究这些卫星的轨道可以揭示它们的起源,以及土星形成时周围的情况……这种外卫星群的分布在木星周围也可以看到,表明土星系统的卫星之间或卫星与外部天体之间(如经过的小行星或彗星)发生过剧烈的碰撞。"

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图注:土星的卫星们。从左到右分别为:土卫一Mimas,
土卫二Enceladus, 土卫三Tethys, 土卫四Dione, 土卫五Rhea,
土卫六Titan(背景),土卫八Iapetus(右上)和形状不规则的土卫七Hyperion(右下)。一些较小的卫星也按比例显示在了图中。

图源:NASA/JPL/Space Science Institute

新发现的逆行卫星们也有可能是其它更大卫星的碎片,因为它们与之前已知的其它逆行卫星存在着相似的轨道倾角。然而,一颗新发现的顺行卫星有着比所有已知卫星都更远的公转轨道。这似乎意味着它与之前发现的土星卫星们没有关联,也或者它在随着时间的推移被逐渐推离土星。

这与最广为接受的关于太阳系如何形成的理论(即星云假说)是一致的。太阳从星云气体和尘埃中诞生后不久,剩余的物质形成了原行星盘,并逐渐吸积形成行星。同样,在土星的形成过程中,可能也存在着一个气体尘埃环围绕着它,并逐渐形成它的卫星。

如果这些新发现的卫星之中有些是更大的卫星分裂之后的一部分,并且当时周围存在着大量的气体和尘埃,那么这些卫星碎片一定经历了很多的撞击和摩擦。这将导致新产生的卫星进入土星的大气层并消失。

“这些新发现的卫星能够在它们的母卫星分裂之后继续围绕着土星运行,意味着这些碰撞发生在行星形成过程基本完成之后,而并非与土星同时形成," Sheppard说道。

自2000年以来,Sheppard已经在外太阳系区域参与发现了近百颗卫星。去年七月,也正是Sheppard的团队宣布了12颗新的木星卫星的发现,使这个气态巨行星的卫星总数达到了79颗。但与木星卫星的发现不同,此次发现的土星卫星最早在
2004 年就被首次观测到,只是直到最近才被正式确认。

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图注:2018年发现的12颗新的木星卫星及它们的运行轨道

图源:Carnegie Institution for Science

“利用这些世界上最大的望远镜,我们正在对巨行星周围的卫星进行清点,"Sheppard说。“它们对人们研究太阳系的行星如何形成和演化起到了至关重要的作用”。

去年,卡内基科学研究所在网上举办了一场征名比赛,为新发现的木星卫星中的五颗征名。今年9月,该征名大赛的结果刚刚公布,这些卫星最终被命名为Pandia,
Ersa, Eirene,
Philophrosyne和Eupheme——都是宙斯后裔的名字。此次,该机构又举办了另一场在线征名比赛,为新发现的五颗土星卫星征名。

“大众对木星征名活动的热情参与使我感到非常的激动”,Sheppard说。“因此,我们决定再举办一次这样的征名活动,为新发现的土星卫星命名“。感兴趣的读者可以参阅卡内基科学研究所官网(https://carnegiescience.edu/NameSaturnsMoons)
, 了解土星卫星征名的细节和参赛指南。

Sheppard等天文学家的不断努力正在帮助着我们越来越多地理解我们周围的行星和它们的形成过程。卫星征名活动的成功反映了当代天文学的发展,更见证了人们如何以前所未有的方式参与到天文发现的过程中来。

行动起来吧,也许命名下一个太阳系新成员的人就是你呢。

『天文时刻』 牧夫出品

微信公众号:astronomycn

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泰丘超新星的恒星死亡

Image Credit: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al

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