教科书又要改！土星成太阳系中的“卫星之王” 把木老大推下宝座

　　近日，国际天文学联合会的小行星中心宣布，由美国卡耐基科学研究所（Carnegie Institution for Science）斯科特·S·谢泼德（Scott S。 Sheppard）领导的研究小组发现了20颗环绕土星运动的新卫星，这使得太阳系第二大行星的卫星总数达到了82颗，一举超越木星的79颗，教科书恐再度改写。

　　土星的新卫星（来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Paolo Sartorio/Shutterstock）

　　观测小组成员除了谢泼德外还有加州大学洛杉矶分校的戴维·朱伊特（David Jewitt）和夏威夷大学的简·克莱纳（Jan Kleyna）。他们使用位于夏威夷莫纳克亚山上的斯巴鲁望远镜（Subaru Telescope）发现了这些土卫系的新成员。去年，谢泼德等人曾发现了木星的12颗新卫星。

　　土星新卫星之一被发现时的照片，每张照片累计曝光1小时。（来源：Carnegie Institution for Science/Paolo Sartorio）

　　这批卫星个头都非常小，直径约5千米，20个当中有17个是逆行的（指与行星自转方向相反）。其中两颗卫星离土星相对更近，不过即便如此绕土星一周也需要大约2年的时间。而更遥远的卫星则需要3年多才能完成一个轨道周期。它们的轨道倾角都比较大，这是外层卫星（不常规卫星）比较典型的特征。土星有24颗卫星属于常规卫星，离土星相对近一些，更重要的是，它们的公转方向与土星自转方向相同，且在土星赤道面附近。而外侧有很多个头较小，轨道比较特殊，被归为不规则卫星，根据倾角和公转方向的不同，它们可以被分为三个族群。

　　“高卢”群、“挪威”群、“因纽特”群卫星的轨道特征分布，横轴为公转轨道半长径，纵轴为轨道倾角，白色虚线以上为逆行，以下为顺行。（来源：Carnegie Institution for Science）

　　第一个族群叫“高卢”群（Gallic group），它们都是顺行的，轨道倾角在35°至40°之间，偏心率0.53左右。在这次新发现的20颗新卫星中，只有1颗特征与高卢群接近，但是与土星的距离要远得多，这是否暗示着它可能是被逐渐推到外面去的呢？当然还有一种可能就是与高卢群根本就没有关系。

　　第二个族群被称为“斯堪的纳维亚”群或“挪威”群（Norse group），它们最大的特点是“逆向行驶”，轨道倾角在136°~175°之间，偏心率的范围也很宽，从0.13到0.77，正因为此，它们又可以被分为好几个子群。在久远的过去，土星可能曾俘获过一个小行星，后来在引潮力的作用下瓦解成许多碎块，并逐渐形成这一族群。这次新发现的卫星绝大多数都属于这类，其中有一个还是目前离土星最远的。

　　第三个族群被称为“因纽特”群（Inuit group），轨道倾角40°~50°，偏心率0.15~0.48。因纽特人生活在包括西伯利亚、阿拉斯加和格陵兰岛等地在内的北极地区，他们有个更为熟悉的称呼是爱斯基摩人（要注意的是因纽特人不喜欢人们称之为爱斯基摩人，因为那个名字是敌人起的）。这类卫星可能也由历史上一个更大的卫星分裂所形成。新卫星中有2颗属于这一族群。

　　土卫系“顶视图”和“侧视图”（来源：Carnegie Institution for Science）

　　通常来说，一个较大的卫星如果被行星引力撕碎会产生大量的气体或尘埃，这些小碎片会凝聚成较小的卫星，不过处在混乱环境中的小卫星与气体尘埃之间会产生强烈的摩擦，导致它们慢慢地螺旋状跌入行星，行星也因此越来越“胖”。在土星外围存在那么多小卫星，说明它们应该在土星形成之后才产生，或者至少它们没有参与土星的形成。谢泼德认为研究这些卫星的轨道有助于揭示它们的起源，继而推测土星形成时的周围环境。

　　形形色色的土卫（来源：NASA/JPL/Space Science Institute）

　　土星不仅赢得太阳系卫星数量桂冠（至少暂时是这样），而且它所拥有的卫星还真算得上琳琅满目。它有太阳系最大的也是唯一拥有大气的卫星土卫六“泰坦”，还有地外生命最有可能的候选之一的土卫二“恩克拉多斯”；它有跟《星球大战》中死星“撞脸”的土卫一“米玛斯”，还有长着一副“阴阳脸”的土卫八“伊阿珀托斯”；有些卫星在“环缝中求生存”，有些卫星“合租”一条轨道；有些卫星在指定区域“巡逻”，成为“特洛伊卫星”，有些卫星则老老实实地在远处“瞭望”。也正是因为土星环和卫星世界非常丰富多彩，才有人把土星称为“小太阳系”，或“太阳系实验室”，通过土星来研究太阳系诞生时的样子。

　　卡西尼号拍摄的土卫二（来源：NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute）

　　在土星的82颗卫星中还有29颗尚未取得命名，卡耐基科学研究所向全球发出英雄帖，希望发动群众的力量来为这些卫星起名字。不过对我们中国的民众来说，恐怕难度还是不小的，因为必须根据它们的族群分类分别以北欧、高卢或因纽特神话中的“巨人”来命名。看来不补习欧洲文化课是不行了。

　　卡内基科学研究所发布的征名公告（来源：CarnegieInstitutionforScience）