作者:晋楠 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/11/13 15:46:45
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“闯入者”海卫一打破海王星卫星队列

海王星海卫一绘图。图片来源:Mark Garlick/Science Photo Library

它的到来就像一颗落锤球。海王星有着太阳系中最奇特的卫星之一,原因都来自海卫一。这颗行星的最大卫星很可能闯入了海王星的卫星系统,而在它来临之前那里很平静,它的到来让一切变得不再同步。

行星科学家们长期以来一直怀疑,巨大的海卫一是海王星系统之外的一个“闯入者”。现在,他们已经计算出了在其入侵之前其他卫星的状态。

太阳系中所有其他气态巨行星——木星、土星和天王星——都有与此相当类似的卫星系统。在每一个系统中,行星的质量大约是所有卫星质量总和的1万倍。在大多数情况下,这些行星都有若干个小卫星,它们的轨道都与行星自转的方向一致。

但海王星不同。它有若干颗要么离该行星很近,要么离它很远的微小卫星,它们大部分都绕着海王星自转的方向运行,但其中一颗大卫星——海卫一却绕着与其相反的方向运行。

科罗拉多州西南研究所的Robin Canup和以色列魏茨曼科学研究所的Raluca Rufu使用一系列计算机模拟计算了海卫一到来之前海王星系统的样子。他们发现,海王星可能曾有一个类似于天王星的卫星系统。但这并未持续太久。“海卫一打乱了原来的队列。”Canup说,“它摧毁了之前运行良好的卫星系统。”

从一个类似天王星系统的宁静系统到达今天人们看到的海王星系统,一定要遵循三个条件:早期的卫星体积必须足够小,从而不至于让海卫一在撞上它们后被摧毁;它们必须在某种程度上减缓海卫一的速度,从而使其能够在相对接近海王星的圆形轨道中被捕获;海王星的外围卫星必须保持完好无损。

“问题是,如何在一个延长的轨道上捕捉到海卫一,然后把它送入这个圆形轨道呢?”必须消耗一些能量减缓它的速度。”华盛顿卡内基科学研究所的Scott Sheppard说。

Canup和Canup发现,海卫一的引力让较小卫星环绕在其周围。它还与其中一些发生碰撞,然后减速并进入现在的圆形轨道。这一过程速度非常快,足以阻止海卫一在海王星系统外围区域疾驰而过,从而使原本位于那里的卫星相对未受影响。

“现在,我们对海王星最初的卫星有了一些了解,这可以给我们预测太阳系外的类似行星提供一些线索。”Matija Cuk在SETI研究所说。(晋楠)

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《新科学家》网站相关报道(英文)

 
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