发布单位:台北市立天文科学教育馆

  先前已确认的土星卫星为83颗,就在2023年2月初才被木星超越而已,现在由中研院天文所博士后研究员Edward Ashton所领导的跨国合作团队发布了新的62颗土星卫星,让土星的卫星总数一举达到145颗,让木星看不见车尾灯。

  新卫星的发现采用了一项基本却有效的方法,针对卫星们在天空中移动速度相同的特性去追踪它们,并借此增强来自那些更暗的卫星讯号,在这种方法下,一般太暗导致无法成像的卫星也无所遁形,因此这种基本却有效的方法也被简单地命名为「位移叠图法」(Shift and stack)。

  科学家在过往就是使用这种方法来探寻天王星及海王星的卫星,然而这是首次将其应用于土星上,研究团队采用了加法夏望远镜的观测资料及前述方法,使他们能够测量的卫星小至直径2.5公里的程度。虽然在2019年时早就已经发现了一些卫星,但是团队为了确认它们的存在,花费了24个月的时间在不同的夜晚艰苦的比对,最终核对了63个天体。在一份新闻稿中,Edward Ashton表示:追踪这些卫星就好像小时候画的连连看那样,只不过是100多张图通通叠在同一个画面上就是了,所以你也不知道哪个点是属于哪张图的。

  新发现的卫星都是不规则卫星,而根据不同的轨道倾角也有不同的三种分类,分别为因努特群(Inuit group)、高卢群(Gallic group)、诺尔斯群(Norse group),命名的来源均属北欧神话,这三组卫星被认为是由大卫星的撞击或分裂所形成的,不少还处于逆行轨道(与行星运行轨道相反),研究这些卫星的轨道可以帮助天文学家更了解这些气态巨行星系统里的演化历史。

  随着现代望远镜的极限不断提昇,我们只会发现更多的卫星,或许卫星之王的桂冠也会再次易主,但这次可能会比较久一点。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Space.com英属哥伦比亚大学

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  木星是太阳系中质量最大的行星,在2019年10月8日,土星确认轨道的卫星数量首次超过木星,达到82颗,虽然在不久后,有一位业余天文学家确认了第80颗木星卫星的轨道,缩短了与土星卫星数量的差距,仍无法撼动土星的卫星数量冠军宝座。

  2022年12月,卡内基科学研究所的天文学家Scott S. Sheppard在个人网页上将木星卫星数量更新为83颗,却没有任何相关内容或研究资料佐证,我们当时推测他本人正在撰写相关文章提交研究单位,不过这一揭露就是12颗,使木星的卫星一次增加到92颗,重新夺回卫星数量冠军的宝座。

紫色轨道为伽利略四大卫星、蓝色轨道为希马利亚群的新卫星、绿色轨道则卡尔波群新卫星,红色轨道则为外围的九颗新卫星。
图说:紫色轨道为伽利略四大卫星、蓝色轨道为希马利亚群的新卫星、绿色轨道则卡尔波群新卫星,红色轨道则为外围的九颗新卫星。

  之所以会延迟一段时间才发表主要是因为这些新的卫星环绕木星的时间较长,天文学家必须跟踪一圈完整轨道,以确保它们实际上是绕木星运行。新发现的12颗卫星中,有9颗特别遥远,根据Sheppard提交给小行星中心的观测资料显示,这9颗卫星的轨道周期都超过550天并且相对较小,除此之外还处于逆行轨道,意即这些新卫星可能是中途被木星的引力拦截的小行星,又或者是稍大的天体互撞的破碎残骸。

  除了几个较大的伽利略卫星外,那些较小的顺行卫星都比逆行卫星更难发现,因为它们离木星较近,来自木星的散射光极其强烈,即使到现今也才发现了13个顺行小卫星。这些顺行小卫星又分成两群,希马利亚群及卡尔波群,前者以木星的第五大卫星命名,这群卫星距离木星约1100万至1200万公里,共有9颗,本次又发现了2颗;卡尔波群则以2005年确认的卫星卡尔波命名,所谓的「群」其实也只有这么一颗,它离木星更远,到达了1700万公里,而本次新增的卫星中有一颗就跟卡尔波的轨道类似,因此说它们成「群」也许不再奇怪了。

  新发现的木星卫星可以成为未来木星飞掠任务的绝佳目标,这包含欧洲太空总署即将于2023年4月发射的JUICE任务和美国太空总署的欧罗巴快艇任务。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

2023.2.5更新:2023年木星卫星数量再次反超土星,数量达到92颗

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家在2019年年初发表了木星卫星增加的研究报告,报告中提到木星的已确认卫星增加了12颗,变成了79颗,原以为如此一来便坐实了拥有卫星数第一名的位置,没想到才短短八个月,就被超越。

  北京时间2019年10月8日凌晨,华盛顿卡内基研究所Scott Sheppard博士宣布,使用位于夏威夷莫纳基亚山上的8.2米昴星团望远镜新发现了20颗土星卫星的事迹震惊天文界,原先土星的已确认卫星为62颗,经此一「役」,土星的卫星从62颗瞬间增加至82颗,一举成为最多已确认卫星的行星,打败了常年夺冠的木星,卡内基研究所甚至邀请世界各地的人们协助参与卫星的命名。

1570616165495980.png

图说:土星的新卫星分布相对位置,每颗新发现的卫星直径约5公里,其中17颗绕着土星逆行,这意味着它们的运动方向与土星自转方向是相反的。另外三颗卫星的运行方向与土星自转方向相同。本图未按实际比例绘制。

  若您对土星卫星的命名有兴趣,由于原视频说明为英文,在这里简单翻译:

  一、要命名卫星,必须遵守下列的基本规范,你必须对神话故事中的巨人有所了解,并且依其轨道位置来形容这颗卫星所在的群集中命名,接着下方说明各个群集:

•这些新发现的其中两颗卫星属于因纽特群注(Inuit group),即轨道倾角约40至50度,这两颗卫星必须以因纽特神话中的巨人来命名。
•其中的十七颗卫星则属于诺尔斯群(Norse group),这些卫星属于逆行轨道,所以命名也必须以北欧神话中的巨人来取名。
•最后一颗的轨道倾角约35至40度,属于高卢群(Gallic group),故必须以凯尔特神话中的巨人来取名。

  二、事实上,上网搜寻神话巨人列表,你可以找到一大堆有趣的名字,例如:我找的第一个是Amarok,它是一只巨狼不是人,而且它的猎食行为与狼群不同,是独自狩猎,毕竟只有它一只,是要怎么「群体狩猎」,如果你从网页搜寻该名字,只会找到大众的小货车,记得加上神话的单词(mythology)

  三、北欧神话中上百个巨人的名字我找到一个Mánagarm,喔我不是说宝可梦的鸭嘴火兽(Magmar),它是一只在诸神的黄昏中追逐月亮的巨狼,同样也不是人。

  四、喔,对了,如果你找到一个名字是小行星或卫星早就有的,例如Sedna,请你跳过喔!如果你找到中意的名字的话,请你在推特上TAG @SaturnLunacy并使用hashtag功能注明#NameSaturnsMoons,并在最后一行说明简短的命名理由,越有趣就越有机会被选上喔。(请用英文)

开始时间:2019年10月7日
截止时间:2019年12月6日

注:因纽特人即为爱斯基摩人中的一个分支,但因其名是由北美称其为「吃生肉的人」,带有贬义,故他们自称为因纽特人。
资料来源:卡内基研究所

1570617101683391.jpg

2023.2.5更新:2023年木星卫星数量再次反超土星,数量达到92颗

发布单位:台北市立天文科学教育馆 

1500206069387545.jpg

  根据SETI研究所首席研究员Matija Cuk等人的最新研究:土星的某些冰质卫星和光环,可能是近代产物,其形成时间仅在数亿年前,比大多数恐龙物种统治地球的年代还晚;这个时间点,比天文学家以前认为的还要晚很多。

  人们从1600年代便知晓土星环的存在,但对土星环的形成年代却屡有争议。其中,最简单明确的推测就是它们是和土星一起在40多亿年前形成的。然而在2012年时,法国天文学家发现土星系统有潮汐效应(tidal effect),即土星内部深处的流体与内侧卫星之间的重力交互作用;在此潮汐效应下,这些内侧卫星的公转轨道很快地便愈来愈大。这意味着,从这些内侧卫星现今位置来看,这些卫星,甚至是光环,都是近期才形成的现象。Cuk等人利用这个事实经由电脑模拟方式来窥盱土星内侧冰质卫星的历史。Cuk等人就是因此才发现这些小卫星的形成年代比之前认为的还晚2%左右。

  我们自己的月球绕地球公转时是独占一个轨道,土星众多卫星则有许多是共用轨道,当它们的轨道因潮汐效应逐渐扩大的过程中,却因轨道半径增加速度不一,使得某些共用轨道的卫星对偶然间会进入所谓的轨道共振(orbital resonance)状态,某颗卫星的公转轨道周期会与另一颗卫星的轨道周期呈简单比例,例如1:2或2:3等。在这种特殊状态下,即使小卫星的重力很微弱,仍对彼此轨道有强烈影响力,使得它们的轨道变得更为椭长,且轨道平面倾角增加,逐渐偏离原来的轨道平面。

  将现行的轨道倾角和电脑模拟所预测的加以比较后,便可了解土星卫星的轨道变动多少。结果证明土星最重要的卫星中,如土卫三(Tethys)、土卫四(Dione)和土卫五(Rhea)等,其轨道变动程度比先前认为的还温和一点;而它们的轨道倾角相对于其他卫星也比较小,显示它们不曾经历过太多轨道共振,这意味着它们原本的形成地点离现在所处位置并不远。

  但是,它们究竟是在多久之前形成的?Cuk等人利用卡西尼号(Cassini)太空船的观测资料来寻找答案。卡西尼号观测到土卫二(Enceladus)也冰喷泉。假设促使冰喷泉喷发的能量直接来自潮汐交互作用,且土卫二的地热活动程度大致维持固定,那么土星内部的潮汐力就会非常强。如此一来,仅能将这些卫星小幅移动,从电脑模拟结果来看,大约花费了1亿年左右。而由此又可推测土星主要卫星的形成时间,除了距离土星比较远的土卫六(Titan)和土卫八(Iapetu)之外,其他主要卫星的形成的时间都在距今不久的白垩纪,也就是恐龙主宰地球的主要时期。

  不过,随之而起的问题是:什么原因造成这些内侧卫星在近期形成?Cuk等人认为最可能的原因是土星以前有类似的卫星群,但它们的轨道受到土星绕太阳公转过程中出现的某种轨道共振的扰动,使得邻近卫星的轨道彼此交错,造成这些天体发生碰撞;土星的众多小卫星和光环就是在这串碰撞事件中形成的。如果这个结论正确,则土星的亮环可能比恐龙全盛期还年轻,这才让我们今日有幸得以见到这些漂亮的光环。

资料来源:http://www.seti.org/seti-institute/press-release/moons-saturn-may-be-younger-dinosaurs, 2016.03.24, KLC