原標(biāo)題:冥王星3顆衛(wèi)星同步“起舞”——為新視野號探測器提供重要信息
位于新視野號探測器拍攝的一張合成圖像中的冥王星及其衛(wèi)星。圖片來源:NASA
行星科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn),冥王星的3顆小衛(wèi)星被鎖定在一條共同的軌道上起舞、旋轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)為美國宇航局(NASA)的新視野號探測器提供了重要信息——隨著7月14日飛速低空掠過這顆矮行星,探測器將對其未被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星進(jìn)行搜索。
這一新發(fā)現(xiàn)也朝著理解至少擁有5顆衛(wèi)星的冥王星的獨(dú)特系統(tǒng)邁出了重要一步。該項(xiàng)研究通訊作者、加利福尼亞州山景城SETI研究所行星科學(xué)家Mark Showalter表示:“它告訴了我們一些關(guān)于這一系統(tǒng)是如何形成的片段。”他說:“我們只是不知道這些片段到底意味著什么?!毖芯咳藛T在6月4日出版的《自然》雜志上報(bào)告了這一研究成果。
冥王星最大衛(wèi)星卡戎(冥衛(wèi)一)的質(zhì)量相當(dāng)于前者自身質(zhì)量的11%。這顆衛(wèi)星可能是在幾十億年前太陽系歷史早期的一次宇宙碰撞過程中形成的。而那次碰撞的殘骸隨后可能合并成為了冥王星其他更小的衛(wèi)星——冥衛(wèi)二、冥衛(wèi)三、冥衛(wèi)四和冥衛(wèi)五。
如今,研究人員發(fā)現(xiàn)冥衛(wèi)五、冥衛(wèi)二和冥衛(wèi)三的運(yùn)行軌道被引力鎖在同一點(diǎn)上。Showalter說:“如果你住在冥王星系統(tǒng)中并且正好坐在冥衛(wèi)二上,你會看到每當(dāng)冥衛(wèi)五環(huán)繞兩次的時(shí)候冥衛(wèi)三已經(jīng)環(huán)繞了3次。”這種模式——被稱為三體共振——隨著時(shí)間的推移而愈發(fā)穩(wěn)定。這類似于所謂的拉普拉斯共振,該現(xiàn)象將木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三連接在一起。
“如果你知道冥衛(wèi)二和冥衛(wèi)三在哪里,你就能夠確定冥衛(wèi)五的方位?!盨howalter說,“這是一個系統(tǒng)有序性的一小部分?!壁ばl(wèi)五在3顆衛(wèi)星中是最小的,因而可能是被另外兩個“跳集體舞”的伙伴捕捉而來的。
通過與馬里蘭大學(xué)帕克分校行星天文學(xué)家Douglas Hamilton合作,Showalter對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測的這些衛(wèi)星如何隨著時(shí)間的推移而運(yùn)動進(jìn)行了梳理,從而對共振現(xiàn)象進(jìn)行了搜索。
研究人員同時(shí)發(fā)現(xiàn),冥衛(wèi)四要比冥衛(wèi)二或冥衛(wèi)三暗得多,這表明前者可能是由不同的物質(zhì)構(gòu)成的。并且冥衛(wèi)二和冥衛(wèi)三圍繞它們的軸線旋轉(zhuǎn)得非?;靵y,唯一一顆也有類似經(jīng)歷的衛(wèi)星非土星的土衛(wèi)七莫屬。
曾在冥王星衛(wèi)星中尋找共振態(tài)的加利福尼亞州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)家Marina Brozovic表示,這項(xiàng)研究成果將幫助科學(xué)家更好地理解冥王星系統(tǒng)是如何形成的。
新視野號探測器距離冥王星已不足4900萬公里,并且正在迅速靠近后者。該探測器現(xiàn)在正在搜索那些哈勃空間望遠(yuǎn)鏡無法識別的小而昏暗的衛(wèi)星。迄今為止它并沒有任何新的發(fā)現(xiàn),然而未曾謀面的衛(wèi)星可能潛伏在幾個地方,包括沿著已經(jīng)存在的衛(wèi)星軌道周圍。
科羅拉多州博爾德市西南研究所行星科學(xué)家Simon Porter指出,即便是更小的衛(wèi)星——不足冥衛(wèi)五質(zhì)量的10%——也能夠隱藏在冥衛(wèi)五與冥衛(wèi)三之間的軌道上。Porter曾經(jīng)把假想的冥王星衛(wèi)星放入軌道模型,目的是看看哪些衛(wèi)星有可能存在真正的生命活動。
Showalter則認(rèn)為如果真的存在任何新衛(wèi)星,那么它們可能比冥衛(wèi)三更小并且距離母星更遠(yuǎn),冥衛(wèi)三是目前已知最外層的衛(wèi)星。但他說:“我現(xiàn)在所說的關(guān)于冥王星的任何事情很可能在下周甚至明天便要被更改?!?/p>
新視野號探測器于2006年1月17日發(fā)射升空,主要目的是對冥王星、冥衛(wèi)一等柯伊伯帶天體進(jìn)行考察,它將是第一艘飛掠冥王星的探測器。該探測器將成為人類有史以來最快速的人造飛行物體,它飛越月亮繞地球軌道不到9個小時(shí),到達(dá)木星引力區(qū)只用了13個月。新視野號探測器現(xiàn)在正以每小時(shí)約3.1萬英里(4.99萬公里)的速度前進(jìn)。(趙熙熙)