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【情報】海王星的衛星正在跳「躲避之舞」

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作者 台北 天文館 | 發布日期 2019 年 11 月 23 日 0:00 | 分類 天文


據最新的研究,海王星最內側的兩顆衛星奇怪的軌道前所未見。

行星軌道動力學專家稱這是一場由小衛星 Naiad 和 Thalassa 上演的「躲避之舞」,這兩顆行星是真正的夥伴,軌道距離僅 1,850 公里(最短路徑計算),Naiad 的軌道傾斜,每次經過速度較慢的 Thalassa 時,兩者距離幾乎永恆不變,約 3,540 公里。

▲ 將其中一顆衛星軌道固定,另一顆會極有規律的運動。

在這支永恆的舞蹈,Naiad 每 7 小時繞冰巨星旋轉一次,外側的 Thalassa 則需 7 個半小時。一個坐在 Thalassa 上的觀察者會看到,Naiad 以「以」字形變化的軌道從上面經過兩次,然後從下面經過兩次,這種模式永不間斷,每 4 圈一個循環。

研究人員說,儘管這種軌道模式看起來很奇怪,但就是如此才能保持穩定。這種重複模式稱為共振,行星、衛星和小行星可跳出不同類型的「舞蹈」,但這次天文學家從未見過。遠離太陽的引力範圍邊緣,太陽系外側的巨大行星是引力的主要來源,通常擁有十幾到幾十顆衛星,其中一些是在行星旁邊形成,有些則是後來被捕獲,然後鎖定在母行星的軌道,有些衛星軌道與行星自轉方向相反。

海王星有 14 個確認的衛星,最遠的是 Neso,軌道呈橢圓形,距離海王星近 4,600 萬英里(約 7,400 萬公里),要 27 年才能繞海王星一圈。而 Naiad 和 Thalassa 都很小,形狀像膠囊,直徑只有約 60 英里(約 100 公里),是海王星 7 顆內側衛星其中兩顆,這個系統交織著微弱的光環。它們是怎麼走到一起的,科學家認為,最初衛星系統是在海王星捕獲巨大的衛星 Triton 時被破壞,這些內部衛星和環是殘留碎片形成。

Brozovic 和同事透過分析哈伯太空望遠鏡的觀測結果,發現這不尋常的軌道模式,她說:「我們懷疑,是由於 Triton 與海王星其他內側衛星相互作用,才使 Naiad 進入傾斜的軌道,直到後來,軌道傾斜後,Naiad 才與 Thalassa 產生這種不尋常的共鳴。」這項工作也為海王星內側衛星的組成提供第一個線索,研究人員利用觀測結果來計算它們的質量及密度,發現密度接近水冰。

論文共同作者 Mark Showalter 說:「Naiad 和 Thalassa 可能在這種結構中鎖在一起很長久了,因為這使它們的軌道更穩定。」



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