冥王星又起疑團,與天王星衛星高度一致,它到底是如何形成的

天空之城 2020/09/22 檢舉 我要評論

在距離我們45億公里以外的位置,有一顆非常神秘的天體,那就是冥王星。自從1930年發現冥王星到現在,人類只有一個探測器近距離拜訪過這顆神秘的天體,那就是NASA的新地平線號探測器。

直至今日,我們獲得的關於這顆矮行星的資訊仍然非常有限,科學家們只能通過這些有限的資訊進行分析。而最近的一項研究顯示,冥王星的身份,似乎比我們想像的要更加神秘。科學家發現,冥王星的形成過程竟然和天王星的五顆衛星十分相似!這讓本就十分神秘的冥王星周圍,又新增了一層迷霧。

這一次研究,來自於對天王星探測的資料。雖然距離近得多,但是直到今天,天王星也只迎來過一次人類的訪客,那就是上世紀80年代的旅行者2號探測器。在短暫的飛掠期中,旅行者2號給科學家提供了大量寶貴的資訊,此後他們就只能依賴於望遠鏡來對它進行觀測和研究。其中,對於天王星的衛星,科學家們也充滿了興趣。

不過,這些衛星的觀測難度顯然要更大,因為它們比天王星小得多,反射的陽光也少得多。匈牙利Konkoly天文臺的天文學家Gábor Marton指出:「這些衛星的亮度都比天王星低了500-7400倍,並且距離天王星非常近,導致它們經常和明亮的天王星看起來融為一體。只有最亮的天衛三和天衛四,能夠在周圍的強光中露出一點光芒。」

(圖片說明:天王星的五顆大衛星,從左到右依次是天衛五,天衛一,天衛二,天衛三和天衛四)

正是由於較大的體積所帶來的光芒,讓它們和另外三顆衛星顯得更容易被發現。在2009年至2013年期間,歐洲航天局利用赫歇爾空間天文臺意外看到了這五顆衛星。

說是意外,是因為科學家本來只是測試一下天王星等明亮的紅外線源對探測器相機的影響。結果在測試的過程中,他們意外發現了天王星周圍的五個明亮的信號點,並確認了它們的身份就是天王星27顆衛星中最大的那5顆。

這5顆衛星體積從大到小依次是天衛三,天衛四,天衛二,天衛一和天衛五。而根據旅行者2號的近距離觀測,這五顆衛星都呈比較規則的球體形狀,說明它們已經達到了流體靜力平衡,也就是在自身足夠大的品質下形成的球狀結構。

另外值得注意的一點是,天王星的這五大衛星都是由岩石和冰組成的,而且二者的比例幾乎是一比一。當然,對於這些距離太陽十分遙遠的天體來說,這也是很稀鬆平常的一件事。由於獲得的太陽光極少,所以天王星和它的衛星表面溫度一般只有-213到-193攝氏度之間。在這種溫度下,連氮氣都有可能結冰。

除了這些大衛星之外,天王星還有一些不規則形狀的小衛星,也就是沒有達到流體靜力平衡的天體。它們的形狀、尺寸和軌道偏心率都和柯伊伯帶天體非常類似。德國馬克斯·普朗克地外物理研究所的天體物理學家Thomas Müller指出:「這很符合關於不規則衛星起源的推測,通過它們混亂的軌道,可以推測出它們是在後來被天王星所捕獲來的。」

就像木星系一樣,天王星系的衛星也可以分為規則衛星和不規則衛星兩類。不規則衛星的來源基本已經確定,而規則衛星的起源則還有待于科學家的研究。正是憑藉著大約10年前的那一系列偶然的觀測,讓科學家們發現了端倪。

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