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为什么木星有 79 个卫星,而地球只有一个?

2021年06月19日 00:46:00 浏览:40943次 来源:宇宙奥秘 供稿
       地球只有一个自然卫星——月球,但我们太阳系中最大的行星木星却有数十颗自然卫星围绕着它旋转。木星家庭中的新成员仍在被不断发现。2018年7月16日,天文学家宣布发现了12颗以前未知的木星卫星。
           

 
       重大发现发生在2018年。卡内基科学研究所的斯科特·谢泼德(ScottS.Sheppard)带领人们在遥远的柯伊伯带寻找新物体,柯伊伯带是海王星以外巨大的碎片环。谢泼德和他的同事们决定脱离他们的主要研究目标,观察木星一段时间。

       1610年,伟大的天文学家伽利略·伽利莱(GalileoGalilei)注意到了四个围绕木星旋转的天体。这是木星迄今为止最大的卫星,分别命名为艾奥(木卫一)、欧罗巴(木卫二)、加尼未(木卫三)和卡利斯托(木卫四),它们是最早发现的卫星。随着观星技术变得越来越先进,更多木星的自然卫星被发现。谢泼德的团队将已识别的木星卫星(即围绕木星旋转的卫星)总数增加到79。



 
       太阳系中没有其他行星可以匹配这个数字。土星以其62颗经过验证的卫星获得亚军,而天王星以27颗卫星而海王星有14颗。我们钟爱的隔壁邻居火星拥有两颗卫星:Deimos和Phobos。而且,如果这使您对地球的寂寞月亮感到不安全,那么至少您可以宽慰,因为水星和金星完全没有自然卫星。

       木星有这么多卫星而其他行星(例如我们的行星)却很少有一个原因。一切都归结为引力。


引力的影响

       天文学家将太阳系中的行星分为两类。水星、金星、地球和火星是所谓的“陆地”或“内”行星,而木星、土星、天王星和海王星则被分类为“气体巨星”,也称为“外行星”。

       这些派系之间的规模差距相当大;尽管天王星是最小的外行星,但它的质量仍然是最大的内行星地球的15倍。然而,就绝对体积而言,其他行星都无法与木星竞争。木星质量有300个地球大小,这是绝对是一个庞然大物。



 
       现在,正如艾萨克·牛顿(IsaacNewton)观察到的那样,物体的质量与其引力场的强度之间存在正相关关系。由于木星的质量如此庞大,它们能够吸引更多的卫星。

       但这不是木星这样的行星拥有如此庞大的卫星集合的唯一原因。我们太阳系的气体巨星离太阳相对较远。相比之下,某些恒星具有类似于木星的巨大行星,称为“热木星”。基本上,这些是气体巨星,它们的轨道非常靠近恒星。



 
       法国天文学家法蒂·纳莫尼(FathiNamouni)在2010年的论文中认为,热木星几乎没有卫星。这些行星被认为起源于太阳系的遥远部分,然后向内迁移。一路上,它们的卫星陷入了行星与恒星拔河的游戏中。气体巨星可能很大,但恒星要大得多。因此,它们有更强的引力场。所以,当一个热木星离它的恒星太近时,恒星最终会窃取它的卫星。

       距离抵消了此能力。您离太阳越远,其引力对您的吸引力就越弱。因此,如果纳莫尼是正确的,那么木星拥有79颗卫星是理所当然的事情,并且卫星数量还有可能不断增加,因为这是一个疯狂的巨大行星,离太阳足够远,可以避免卫星失窃。


一个很大的木星家庭

       木星的卫星几乎是不完整的。其中有一些怪异的现象是天文学爱好者所熟知:艾奥充满了活火山,欧罗巴上有一个隐藏的海洋可能藏有外星生命,而木卫三是火星上最大的卫星,面积达火星的三分之二。



 
       这三个卫星以及卡斯蒂略(Castillo)可能与木星本身一起形成。这个大星球很可能是从一堆气体和尘埃开始的,最终变成了我们今天所知道的气体巨星。当木星成形时,围绕它旋转的一些物质聚集成了伽利略在1610年发现的四个卫星。土星可能帮助推动了这一过程。也有人假设木星早期有许多失败的卫星,这些卫星被巨大的行星拖拽并被其吸收。

       其他卫星不一定是本地的。科学家认为,木星的许多卫星起初都是由岩石的引力所吸引住的大块岩石漂移而成。



 
       在总结之前,我们应该讨论一下卫星行为。许多木星卫星沿与木星旋转相同的方向旋转。但也有一些相反的事情——包括谢泼德及其同事发现的九个新的卫星。如此多的物体沿不同的方向旋转,碰撞是不可避免的。撞上彼此的卫星很可能在此过程中被破坏。就像木星获得新卫星一样,它也在寻找失去一些旧卫星的方法。

排名不分先后

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