3月11日,国际天文学联合会小行星中心一口气公布了 128 颗新的土星卫星的数据,这使得土星的卫星数量一下子猛增至 274 个,几乎是其他行星卫星数量之和的 2 倍!第二名木星,虽然贵为太阳系行星之王,所拥有的卫星数量也“只有” 95 颗。


小行星中心公告(来源:MPC)

虽然这次是突然增加了 128 颗卫星,但是它们的数据积累却是从 1999 年就开始了。因为这些天体太小了,直径在 1~20 公里之间,要想确认它们是围绕土星运行的卫星,并非易事。这些发现主要依靠的是位于 夏威夷莫纳克亚山上的加拿大-法国-夏威夷 3.6 米望远镜(CFH)。在 1999 年至 2003 年的观测中获得了关于卫星的初步证据后,团队领导者天文学家爱德华·阿什顿(Edward Ashton)决定在 2021 年至 2023 年重新观测,花费连续几个晚上的观测,通过观测它们相对于背景恒星的运动,验证是否为土星的卫星。


新发现的128颗卫星,蓝色线条表示顺着土星自转方向运动,红色线条表示逆行卫星。左下角的圈圈表示地月系统大小。(来源:K Ly)

研究表明,新发现的卫星都有着不规则的轨道——意思是它们的轨道相对于土星赤道(土星环),以及那些较大的卫星的轨道平面而言,是非常分散的,各种倾角都有。它们中的大多数的运动方向还与土星自转方向,以及大多数卫星公转方向相反。它们的轨道也比其他主要卫星远 50 倍左右。造成这种情况的原因无外乎两个,要么这些新卫星都是被捕获的小行星,要么这些新卫星是一次巨大天体碰撞的残骸。

从天文学角度(轨道、分布、大小、公转速度等)分析,这些不规则卫星的年龄可能不到 1 亿岁,这在天文学尺度上算是很年轻的。这些新卫星的轨道大致可以被分为三类。这些特征都指向了一种可能的情况——1 亿年前曾经发生过一次或多次巨大的撞击。


土星与土星卫星轨道对比(来源:Tony Dunn)

更重要的是,1 亿年这个年龄与土星环的年龄相近。土星环的形成,与不规则卫星的形成存在密切关联吗? 目前还不能妄下结论。假如土星系统中真的曾发生过重大灾难性事件,这倒也能解释为什么木星的卫星数量没怎么增长。然而,如果反过来想,既然土星系统中经历过那么剧烈的碰撞,那么比土星更大的木星,为什么就没有发生过类似的事件呢?(至少是缺乏证据的)

因为有着为数众多的小卫星,以及最美行星环,土星系统有着“迷你太阳系”“太阳系的实验室”等美誉。土星新卫星雨后春笋般涌现出来,或许让我们的格局也一下子打开了。


太阳系卫星数量排名(来源:上海天文馆)

参考资料

With a total now of 274 known moons, Saturn leads all of the planets by far. ( https://skyandtelescope.org/astronomy-news/its-official-saturn-has-128-new-moons/)

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