撰文 | KKC

審校 | 韓晶晶

誰是太陽系中擁有衛(wèi)星最多的行星？這是一個長期懸而未決的問題。國際天文學聯(lián)合會小行星中心近日宣布，木星發(fā)現(xiàn)了 12 顆新的衛(wèi)星，已知衛(wèi)星總數(shù)達到 92 顆，超過了土星的 83 顆，成為太陽系中已知衛(wèi)星最多的行星，加冕為太陽系的“衛(wèi)星之王”—— 盡管很可能只是暫時的。

伴隨著天文學家在太陽系內(nèi)不斷發(fā)現(xiàn)新的衛(wèi)星，木星和土星在“衛(wèi)星之王”寶座的爭奪上一直在互相追趕。從 2002 到 2018 年，木星的已知衛(wèi)星數(shù)量一直多于土星。土星曾在 2019 年實現(xiàn)了反超（82 顆超過 79 顆），不過在 4 年后的今天，木星奪回了原屬于自己的王座。

木星的這些衛(wèi)星是天文學家在 2021 年和 2022 年通過位于智利和夏威夷的望遠鏡發(fā)現(xiàn)的，不過要想確認它們是衛(wèi)星而非隕石等其他天體，還需要數(shù)個月的時間來觀測是否有完整的繞行軌道，所以直到最近小行星中心才正式將它們加入到木星的行星列表中。

此次木星新發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的體積都非常小，直徑從 1 公里到 3 公里不等，按照衛(wèi)星的命名規(guī)則（直徑超過 1 英里），只有一半的成員能獲得命名。而且它們距離木星十分遙遠，繞行木星一周最少都要 340 天，甚至最遠的一顆衛(wèi)星需要超過 550 天。體積小、距離遠，也就不難理解為什么這些衛(wèi)星直到最近才能發(fā)現(xiàn)了。

發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的難度還不只在于衛(wèi)星的大小和它與行星之間距離。衛(wèi)星既受到所繞行星的引力，還會受到太陽的引力，所以運動軌跡比小行星和彗星更加復雜，分析軌道所需要的時間也更長。對于小行星和彗星，幾周的觀察可能就足以預測它們的飛行路線，而衛(wèi)星需要幾個月甚至幾年的時間。

除了是已知衛(wèi)星數(shù)量最多的行星以外，人類最早發(fā)現(xiàn)的除月球外的衛(wèi)星也屬于木星。1610 年，伽利略用他自制的望遠鏡發(fā)現(xiàn)木星周圍有四顆衛(wèi)星（即木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四），它們后來被命名為“伽利略衛(wèi)星”，其中的木衛(wèi)三還是太陽系體積最大的衛(wèi)星，直徑超過 5200 公里，個頭甚至比身為行星的水星還要大。

不過，在發(fā)現(xiàn)伽利略衛(wèi)星之后的 300 多年里，受制于觀測水平，天文學家只發(fā)現(xiàn)了零星的幾顆衛(wèi)星。直到 20 世紀 70 年代，旅行者 1 號 (Voyager 1) 等太空飛船開始進入太空后，發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星數(shù)量開始快速增長。進入 21 世紀后，得益于電子設備靈敏度的提高，天文學家開始更多利用地球上的大型地面光學望遠鏡尋找衛(wèi)星，目前在太陽系中發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星總數(shù)達到了 224 顆。

別看木星和土星都有好幾十顆衛(wèi)星，其實對太陽系的很多家族成員來說，衛(wèi)星都是一種奢侈品：水星和金星沒有衛(wèi)星，地球只有 1 個（也就是月亮），火星只有 2 個。天王星和海王星稍微多些，分別有 27 顆和 14 顆。行星的衛(wèi)星數(shù)量問題非常復雜，木星和土星周圍小型行星為何如此之多也還沒有明確的答案，可能和自身質(zhì)量大小、與太陽距離等多種因素有關。

話說回來，奪回“衛(wèi)星之王”寶座的木星可不能高興的太早。有證據(jù)表明，土星周邊存在著大量的小型天體，如果后續(xù)對土星的衛(wèi)星觀測能擴大到直徑 3 公里左右的天體，那么土星的的衛(wèi)星數(shù)量有望超過 100 個，甚至可能超過太陽系中其他行星的衛(wèi)星數(shù)量的總和。

木星也有好消息 —— 它很快就會迎來太空探測器的造訪。今年 4 月，歐洲空間局 (ESA) 將發(fā)射木星冰衛(wèi)星探測器（JUICE）探索木星的木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四，研究它們是否存在潛在的宜居條件，同時深入探究木星的復雜環(huán)境。明年 10 月，美國國家航空航天局 (NASA) 將發(fā)射歐羅巴快船 (Europa Clipper) 探索木衛(wèi)二，有證據(jù)表明其表面下存在液態(tài)水的海洋。太空探測器的到來有可能會帶來更多關于木星衛(wèi)星的信息。

相信在未來很長一段時間內(nèi)，“衛(wèi)星之王”仍然會在木星和土星之間來回易主。

參考資料：

• [1]https://phys.org/news/2023-02-jupiter-moon-solar.html

• [2]https://skyandtelescope.org/astronomy-news/astronomers-find-a-dozen-more-moons-for-jupiter/

• [3]https://www.csmonitor.com/Science/2019/1008/New-moon-king-Saturn-passes-Jupiter-with-20-moon-discovery

• [4]https://solarsystem.nasa.gov/moons/overview/

• [5]https://www.nssdc.ac.cn/mhsy/html/videodec.html?8fc78c8b-3c29-490b-b64e-65cf7011c14c

• [6]https://ssd.jpl.nasa.gov/

• [7]https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Juice

• [8]https://www.jpl.nasa.gov/missions/europa-clipper

本文來自微信公眾號：把科學帶回家 （ID：steamforkids），作者：萬物

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