太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

土星至少有274颗卫星,是太阳系中卫星数量最多的行星。(图片来源:uux.cn/dottedhippo,盖蒂图片社)

(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Harry Baker):如果你在晴朗的夜晚抬头看,天空中最亮、最大的物体可能是月亮。除非你有一台像样的望远镜,否则它是你唯一能亲眼看到的天然卫星。因此,大多数人对月球是什么以及这些天然卫星到底有多普遍有一种扭曲的看法。

事实上,在我们的宇宙邻居中,有数百颗(如果不是数千颗)天然卫星,从不规则的城镇大小的太空岩石到巨大的圆形天体,这些天体本身可能大到足以被视为行星。

那么,我们到底发现了多少个太阳系卫星呢?事实证明,答案取决于你对月亮的定义。

据美国国家航空航天局称,国际天文学联合会(IAU)正式承认416颗围绕太阳系八大行星运行的行星卫星。但美国国家航空航天局喷气推进实验室还列出了另外507颗“小天体卫星”,即小行星和矮行星的卫星。如果我们像大多数天文学家一样计算这两种类型,这将使太阳系天然卫星的总数达到923颗(截至2025年3月)。

但这可能只是“冰山一角”,台湾中央研究院天文与天体物理研究所的天文学家爱德华·阿什顿在电子邮件中告诉《科学直播》。他补充说,仅在过去几年中,天文学家就发现了数十颗新的行星卫星和小天体卫星,技术进步可能会加快他们在未来几年发现更多卫星的速度。

卫星是什么?

阿什顿告诉《生活科学》杂志:“(卫星)最简单的定义是,它围绕着一个更大的非恒星物体运行。”。“但这并不是完全的答案。”

例如,目前有数千颗人造卫星在地球轨道上运行,它们满足上述定义,但不被视为卫星,因为它们不是天然的。这些航天器在返回地球并在大气层中燃烧之前的寿命也有限。

一些天然卫星,如准卫星和微型卫星,也是暂时的,并不真正绕行星运行。

太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

一个暂时围绕太阳与地球一起运行的准月球可能看起来像是在围绕我们的星球运行。但事实并非如此。(图片来源:uux.cn/Zoonar GmbH/Alamy Stock Photo)

加拿大不列颠哥伦比亚大学的天文学家布雷特·格拉德曼在一封电子邮件中告诉《生活科学》,还有一个关于大小的问题。格拉德曼说,例如,环粒子——构成土星和天王星等行星环的微小岩石碎片——单独围绕其主行星运行,但不被视为卫星。

格拉德曼补充说,小于几百英尺的物体,通常被称为“环形卫星”或“小卫星”,也有“模糊的定义”,不被认为是真正的卫星。

即使在公认的卫星中,也存在争议点。例如,行星卫星可以分为两组:规则卫星,通常较大,靠近其主行星赤道的小圆形轨道;阿什顿说,还有不规则的卫星,它们可能要小得多,在宿主行星周围有更大、更椭圆的轨道。

据行星学会称,在规则卫星中,大约有20颗也被认为是主要卫星,这意味着它们足够大,可以因重力而形成圆形。

行星卫星

从离太阳最近的地方开始,我们的主星最近的邻居水星和金星没有真正的卫星,因为它们靠近巨大的气体球,这在很久以前就会从行星上夺走任何潜在的卫星。金星确实有一个已知的准卫星,Zoozve,但这不算在内,因为它实际上是围绕太阳运行的,而不是金星。

继续前进,我们来到地球。我们的母星只有一个大卫星。然而,它也有至少七个准卫星,偶尔会在一年左右的时间里获得额外的微小卫星。这些月球骗子也不算在内。然而,一些科学家认为,我们可以利用这些太空岩石作为临时基地,帮助我们成为行星际物种。

接下来是火星,它有两个真正的卫星:火卫一和火卫二。两者都只有几英里宽,轨道非常靠近这颗红色星球。火卫一正在慢慢向火星坠落,预计有一天会撞上地球表面——如果它不先被撕裂的话。

太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

火星的卫星火卫一和火卫二都只有几英里宽,绕这颗红色星球的轨道比绕地球的轨道要近得多。(图片来源:uux.cn/Shutterstock)

当我们继续探索巨型行星时,事情开始变得更加有趣。第一颗气态巨星木星拥有多达95颗卫星,其中包括四颗主要卫星——木卫四、木卫二、木卫一和太阳系中最大的卫星木卫三。但土星还有更多:土星至少有274颗卫星,包括六颗主要卫星,如土卫六、土卫二和土卫二。

冰巨星天王星和海王星分别有28颗和16颗卫星,它们之间有7颗主要卫星。

但仅在过去几年中,这些数字就发生了显著变化。自2023年初以来,包括阿什顿和格拉德曼在内的天文学家在土星周围发现了至少190颗新的不规则卫星和12颗新的木星卫星,以及一对海王星卫星和一颗天王星周围的卫星。

太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

土星主要卫星土卫二的间歇泉表明,它可能具备支持外星生命所需的条件。(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局)

技术的进步可以解释月球发现的突然增加。阿什顿说,更强大的望远镜可以发现巨型行星周围丰富的较小卫星,尤其是不规则卫星。

因此,未来几年,卫星的数量可能会继续急剧增加。例如,Ashton透露,他已经发现了一些额外的行星卫星,但仍在等待后续观测以确认其存在,然后再将其提交给IAU。

如果我们在太阳系中发现更多的行星,行星卫星的数量也可能增加。一个这样的世界是难以捉摸的第九行星——一个可能潜伏在太阳系远端的假想巨行星。如果这颗行星确实存在,研究人员已经假设它可能被多颗卫星包围。

研究人员还推测,由太阳引力从星际空间捕获的其他遥远世界,即流氓行星,也可能有卫星。

小型卫星

美国国家航空航天局统计的500多颗小天体卫星的数量比行星卫星的数量更不确定,因为我们一直在发现更多的小行星。阿什顿说,一些小行星也可能有多颗难以区分的卫星。

国际天文学联合会还估计,在外太阳系中可能有“100多颗”额外的矮行星等待发现,所有这些行星都可能有卫星。

太阳系的卫星我们实际上知道多少?还有多少有待发现?

冥王星最大的卫星卡戎可能足够大,如果它绕着一颗真正的行星运行,就可以被认为是一颗大卫星。(图片来源:uux.cn美国国家航空航天局/JHUAPL/SwRI)

阿什顿说:“就像巨大的行星卫星一样,我们还没有发现其中的绝大多数。”。他补充道,总的来说,可能会有“与行星卫星一样多的小天体卫星”。

然而,像格拉德曼这样的其他天文学家对可能存在的小天体卫星数量不太确定。他说:“(宿主天体)的‘母体’人口中有太多尚不清楚,因此很难解决这个问题。”。

总共有多少颗卫星?

太阳系中有900多颗已知的天然卫星。然而,正如我们所看到的,这个数字在未来可能会大幅增长。

格拉德曼说,过去的研究表明,用更强大的望远镜可以发现数百颗甚至数千颗微小的行星卫星。正如我们已经看到的,关于到底有多少小天体卫星存在很大的不确定性。

但这种不确定性并没有阻止研究人员大胆猜测。

阿什顿说:“我认为太阳系中可能有大约1万颗卫星。”。

但我们不知道需要多长时间才能找到它们。




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