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木星有79颗卫星?不,可能是600颗

2020/9/17 2:59:36 来源:光明网 浏览:

最新研究表明,行星之王木星可能拥有数百颗较小的卫星。

图为木卫三(最大的伽利略卫星)和木卫二(最小的伽利略卫星)以及它们在木星表面投下的影子,新发现的天体在离木星更远的轨道上

图源:Damian Peach

近日,一个加拿大天文研究团队发现木星可能拥有大约600颗直径在800米以上的卫星。他们将于本月25号在线上举行的2020欧洲行星科学大会上汇报他们的成果。这些卫星中的大部分都分布在广阔的、形状不规则的逆行轨道上。

在过去的20年里,大型数码相机的快速发展帮助天文学家们发现了数十颗小型的木星卫星。早在2003年,卡内基研究院的Scott Sheppard就曾估计过,直径在1千米以上的木星卫星可能有100颗左右。

然而,三位来自温哥华不列颠哥伦比亚大学的研究者Edward Ashton、Matthew Beaudoin和Brett Gladman,共同发现了近50颗尺寸比1千米更小的卫星。他们观测了约一个平方度的天区,并根据得到的结果进行外推,最终得出了木星周围有近600个小天体的结论。

2010年9月8日,该研究团队利用一台3亿4千万像素的MegaPrime相机拍摄了60张木星附近天区的照片,每张曝光时间140秒。这些照片由位于夏威夷莫纳克亚山的加拿大-法国-夏威夷望远镜进行拍摄。天文学家们对这些照片进行了126次不同的排列组合,每一种组合都是基于木星潜在卫星的可能运行速度和方向考虑的。

这张图里的是最亮的候选卫星之一(临时编号:j22r94a24),卫星位于图的中央,周围的线条是经过转换和叠加处理后恒星留下的轨迹

图源:Edward Ashton(不列颠哥伦比亚大学)

天文学家们利用这种方法发现了52颗亮度在25.7等以下的天体,这个亮度的天体对应的尺寸大约在800米左右。其中有7个较亮的被证明为已知的不规则卫星,其余的几乎都是逆行的木星卫星,它们的公转运行方向与木星自转方向相反。相关论文已被《行星科学》杂志接收。

如果这种对一个平方度的天区进行“铅笔束”式的高敏感度扫描都能发现45颗之前未知的卫星,那尺寸在800米以上的木星卫星数量据估计应该在600颗左右。而目前官方公布的木星卫星数量只有79颗。

去年新发现了20颗土星卫星的Sheppard对这个结果并不感到惊讶。“我们在2018年发表的成果里用到过类似的转换和叠加技术,”他说。“我们同时也在那篇论文里提到了不能确定为卫星的一些观测结果,因为我们没有花更长时间,比如几个月到几年,来有效地确定它们的轨道。”

这张图显示了已确认的79颗木星卫星的轨道,顺行的卫星轨道(紫色和蓝色)较为靠近木星,而逆行的卫星轨道(红色)则较为远离木星。新发现的卫星可能属于后一类。绿色的是卫星Valetudo的轨道。它是个特例,尽管和一群逆行卫星混在一起,但却是顺行的。

图源:卡内基研究院/ Roberto Molar Candanosa

同样地,这次的发现也不能直接将其定性为45颗新发现的卫星,更不用说据此外推出来的600颗了。“我们仍然需要使用大型望远镜并花上很长时间来对这些数量众多的小卫星进行精确定轨,”Sheppard说,“之后我们才能对这些发现的结果评估其科学价值。”

据Ashton介绍,目前他们还没有安排后续的观测计划。“最好能够进行确认”,他说,“但这意味着我们需要从头开始对它们进行跟踪。”但是,维拉·鲁宾天文台在未来一定会再次发现这些小卫星。“那时,这些线索就会联系起来,我们的观测结果也将会得到确认。”

这次的新发现又引出了新的问题:能被称为卫星的天体的尺寸的界限在哪里?“如果不断降低要求的话行星环中的颗粒最终也许都能算作卫星,所以某种程度的限制是必要的,”Ashton说。但是Sheppard认为,我们并不需要“对卫星作更进一步的定义”。但是不管如何,他说,国际天文学联合会(IAU)是不会给尺寸小于1千米的行星卫星命名的。

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