北京時(shí)間 10 月 17 日消息，地球只有一顆天然衛星，但有幾十顆天然衛星圍繞著(zhù)木星旋轉。作為太陽(yáng)系中最大的行星，木星一向以衛星數量眾多著(zhù)稱(chēng)，并且不斷有新成員被發(fā)現。2018 年 7 月 16 日，天文學(xué)家宣布，他們又發(fā)現了 12 顆此前不為人知的木星衛星。

　　美國卡內基科學(xué)研究所的斯科特(Scott S。 Sheppard)領(lǐng)導了這項研究。他和同事們原本在進(jìn)行另一項研究，試圖在遙遠的柯伊伯帶尋找新天體，即傳說(shuō)中的太陽(yáng)系第九大行星“Planet X”?？乱敛畮呛Ｍ跣擒壍劳鈧纫粋€(gè)天體密集的圓盤(pán)狀區域。在搜索新天體可能存在的區域時(shí)，謝潑德和同事們意外發(fā)現木星剛好在搜索范圍附近，于是他們決定暫時(shí)擱置原先的研究目標，轉而暫時(shí)觀(guān)察一下木星。

　　木星衛星的各種分類(lèi)，新發(fā)現的衛星軌道以粗線(xiàn)顯示。圖中綠色線(xiàn)顯示的是一顆特立獨行的衛星 Valetudo，以羅馬神朱庇特的曾孫女命名。它穿梭于逆行衛星的軌道間，但本身軌道是順行的。

　　對木星衛星的觀(guān)察可以追溯到伽利略的時(shí)代。1610 年，偉大的天文學(xué)家伽利略注意到有 4 個(gè)天體似乎在圍繞著(zhù)木星旋轉。后來(lái)它們分別被命名為艾奧(Io，木衛一)、歐羅巴(Europa，木衛二)、蓋尼米德(Ganymede，木衛三)和卡里斯托(Castillo，木衛四)。這 4 顆衛星是最早被發(fā)現的木星衛星，在分類(lèi)上屬于木星的主衛星群，又被稱(chēng)為伽利略衛星。它們的半徑比任何矮行星都大，是太陽(yáng)系中除太陽(yáng)和八大行星以外最大的天體。木衛三是木星衛星中最大的一顆，其直徑甚至大于水星。隨著(zhù)觀(guān)星技術(shù)變得越來(lái)越先進(jìn)，人們又發(fā)現了這 4 顆衛星的更多同伴。謝潑德的研究小組確認了 12 顆新的衛星，使木星的衛星總數已經(jīng)達到 79 顆。值得一提的是，這 12 顆新衛星都十分袖珍，大小幾乎都在 1 至 2 公里。

　　在太陽(yáng)系中，還沒(méi)有其他行星能達到這個(gè)數字。土星緊隨其后，已知有 62 顆衛星;天王星有 27 顆衛星，海王星有 14 顆衛星。地球的鄰居火星，擁有兩顆衛星：福波斯(Phobos，火衛一)和得摩斯(Deimos，火衛二)。相比之下，地球只有一個(gè)月亮，而水星和金星完全沒(méi)有衛星，這或許能讓地球人稍感安慰。

　　木星擁有如此多的衛星，而其他行星的衛星卻如此之少，這其中的原因都要歸結于引力。

　　引力的影響

　　天文學(xué)家將太陽(yáng)系內的行星分為兩類(lèi)。水星、金星、地球和火星是所謂的“類(lèi)地”或“內行星”，而木星、土星、天王星和海王星則被歸類(lèi)為“氣態(tài)巨行星”，也被稱(chēng)為“外行星”(越來(lái)越多的科學(xué)家認識到，天王星和海王星是一類(lèi)獨特的巨行星，稱(chēng)為“冰巨行星”)。

　　這兩個(gè)類(lèi)別之間有著(zhù)相當大的規模差距。雖然天王星是最小的外行星，但它的質(zhì)量仍然是地球的 15 倍，而地球是最大的內行星。然而，就體積而言，沒(méi)有其他行星能與木星匹敵。在質(zhì)量上，木星的質(zhì)量是太陽(yáng)系其他行星質(zhì)量總和的 2.5 倍，也是地球質(zhì)量的 300 多倍。這絕對是個(gè)怪物。

　　正如牛頓所觀(guān)察到的，物體的質(zhì)量與其引力場(chǎng)的強度之間存在正相關(guān)關(guān)系。由于氣態(tài)巨行星具有驚人的質(zhì)量，它們便能夠吸引更多的衛星。不過(guò)，這并不是像木星這樣的行星擁有如此多衛星的唯一原因。太陽(yáng)系的氣態(tài)巨行星距離太陽(yáng)相對較遠。與之相比，一些恒星擁有巨大的類(lèi)木行星，稱(chēng)為“熱木星”?；旧?，這些系外氣體巨行星的軌道往往離恒星很近，你可以想象一下土星和水星互換位置的場(chǎng)景。

　　法國天文學(xué)家法特希·納穆尼(Fathi Namouni)在 2010 年發(fā)表的一篇論文中指出，熱木星幾乎沒(méi)有衛星。有天文學(xué)家認為，熱木星可能起源于恒星系的凍結線(xiàn)(由母恒星中心向外起算，能讓水、氨、甲烷等揮發(fā)物質(zhì)凝聚為固體冰粒的最小距離)以外，然后向內遷移。在遷移過(guò)程中，它們的衛星會(huì )陷入一場(chǎng)天體拔河游戲。氣態(tài)巨行星的質(zhì)量雖然很大，但恒星要大得多。因此，當熱木星太接近其母恒星時(shí)，擁有更強引力場(chǎng)的恒星最終會(huì )偷走它的衛星。

　　距離會(huì )抵消引力的作用。當行星離太陽(yáng)越遠，其對行星的引力就越弱。因此，如果納穆尼的觀(guān)點(diǎn)是正確的，那么木星擁有的衛星數量將不止 79 顆，應該還會(huì )不斷增加，因為這是一顆巨大的氣態(tài)行星，距離太陽(yáng)足夠遠，可以避免衛星被剝奪。

　　木星的衛星并不是千篇一律的。其中有一些衛星具有天文愛(ài)好者們津津樂(lè )道的特征，比如木衛一上布滿(mǎn)了活火山;木衛二上存在一個(gè)隱藏的海洋，那里可能有外星生命;木衛三有火星的三分之二那么大，是整個(gè)太陽(yáng)系最大的衛星。

　　這三顆衛星，連同木衛四，很可能是與木星一起形成的。這顆巨大的行星最初可能是由氣體和塵埃組成的圓盤(pán)，逐漸演變成我們今天所知道的氣態(tài)巨星。當木星成形時(shí)，圍繞它旋轉的一些物質(zhì)合并成了伽利略在 1610 年發(fā)現的 4 顆衛星。土星可能推動(dòng)了它們的形成。也有人猜測，早期的木星曾有更多的衛星，后來(lái)逐漸被這顆巨大的行星吸引和吸收。

　　還有一些衛星不一定是與木星同時(shí)形成的?？茖W(xué)家認為，木星的許多衛星一開(kāi)始都是大塊的太空巖石，是被木星的引力吸引而漂移過(guò)來(lái)的。

　　木星衛星的行為也很有趣。許多衛星與木星旋轉的方向相同，但也有與之相反的情況，包括謝潑德和同事所發(fā)現的 12 顆新衛星中的 9 顆。這么多衛星朝不同方向旋轉，碰撞是不可避免的。衛星可能會(huì )在碰撞過(guò)程中被摧毀，因此，就在木星獲得新衛星的同時(shí)，也在失去一些原有的衛星。
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