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彬彬的博客

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日志

 
 

太陽系中你不知道的10個怪異物體  

2016-03-04 12:18:07|  分类: 科學知識 |  标签: |举报 |字号 订阅

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這些年來,我們已證實了4826顆行星以及開普勒候選行星的存在,還發現了一個有著160個外環的氣體巨星系統,這似乎意味著我們對外太空了解頗多。


然而事與願違,宇宙如此浩瀚無邊,讓我們困惑不已,事實上我們甚至連自身所處的太陽系都了解不多。

10. 奧庫斯和萬斯(Orcus And Vanth)

我們一定都聽過冥王星的大名,2006年其從行星行列中被剔除。隨後新視野號對其進行了近地探測,探測報告見諸各大新聞版面,如此種種更是讓其聲名大噪。但你是否聽說過「反冥王星」(anti-Pluto)?奧庫斯(90482 Orcus)星屬於庫伯帶(Kelper belt)天體,擁有和冥王星幾乎相同的公轉周期、傾斜角和距離。

盡管奧庫斯星的運行方向與冥王星不同,卻共享一個比例為2:3的共振。它們不僅運行軌道幾乎重合,還都擁有與其體積關聯非常密切的衛星。冥王星的卡倫(Charon)衛星的體積是冥王星的一半;而萬斯衛星的體積則是奧庫斯星的1/3。「Orcus」在伊特拉斯坎語中相當於羅馬語中的「Pluto」,二者都是「冥王」的意思,這也是這顆衛星名字的由來。

奧庫斯星的表面覆蓋著透明的固態水和固態氨,表明這裡曾發生過一系列地質和冰火山活動。如果氨的存在被證實,奧庫斯星便可幫助科學家更好地了解外海王星體(trans-Neptunian)的構成。

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9. 休神星(90 Antiope)

這個名字前面的數字表示這是第90顆被發現的小行星,盡管這廣受爭議。這顆衛星運行在在木星(Jupiter)和火星(Mars)間的小行星帶中,是一顆罕見的雙重小行星(也叫對等小行星)。所以嚴格來說它應該是第90到第91個被發現的小行星。

剛被發現的時候,休神星是被排除在行星序列之外的,因為人們覺得它和行星帶裡漂浮的宇宙塵埃並無本質區別,人們根本不會將其當做一顆行星來看待。然而在2000年,位於夏威夷(Hawaii)的長達10米(33英寸)的凱克二號(Keck II)地面望遠鏡觀測到,其他望遠鏡之前觀測到的那個大星團,實際上是兩顆相互運行的小星體。每個星體直徑大約是86千米(53英里),它們之間的距離僅為171千米(101 英里)。

兩個天體相互運行並不罕見,但難得的是這兩顆小行星的質量相差非常小。我們可以把它們想像成綁在同一根繩子上旋轉的兩顆保齡球。

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8. 土星的六邊風暴(Saturn’s Hexagon)

我們對土星和它的外環都有所了解,但是你們聽說過它的雲騰嗎?上世紀80年代初,「航行者號」(Voyage)取得一個驚人的新發現,這一發現隨後又被卡西尼號(Cassini)飛船證實:一個邊長超過地球直徑的巨型六邊形風暴籠罩在土星的北半球上。

這一風暴已在此肆虐超過30年。詭異的是,這個六邊形風暴並不像雲一樣移動,而且它的幾何形狀非常精準,因而數不盡的陰謀論像雨後春筍般湧現。——值得慶幸的是,它們大多數都不是真的。

雖然這個現象的成因還沒有完全弄清楚,科學家們還是利用流體動力學解釋了這一現象。實驗研究表明,當風暴中心的旋轉速度比氣外圍快時,風暴就會開始形成邊緣;當速度足夠快時,就會逐漸呈現出多邊形態。六邊形風暴的時速達每小時322千米(200英里),所以就形成了新的形狀。這聽起來似乎挺有道理,但依然有人相信還有更好的解釋。
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7. 妊神星(136108 Haumea)

因妊神星於2004年12月28日被發現,在正式命名前它曾被叫作「聖誕老人」(Santa)。其實這十分貼切,因為它的確是一顆非常獨特的矮行星。它的公轉速度比太陽系中其他已知星體都要快,妊神星上的一天按照我們的計時標準只有3.9個小時,所以在開始的一段時間內,科學家們很難對它進行測量。

妊神星的自轉並不是問題,但它和其他星球形狀不同。這是因為妊神星上的巖石和冰僅靠十分弱小的的地心引力維系在一起,但巨大的離心力卻將星體表面拉伸為「不規則橢圓體」。正因如此,它兩極之間的距離僅為996千米(619英里),而其最長軸卻有1960千米(1218英里)。

妊神星不僅自轉特性非常有趣,還有兩顆衛星相隨,即 妊衛一(Hi’iaka)和 妊衛二(Namaka)。這對一個質量僅是月球質量6%的矮行星來說已是相當可觀。
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6. 潘恩和阿特拉斯(Pan And Atlas)

這兩顆衛星有許多相同之處,也是它們的母體——土星系統裡相距最近的兩顆衛星。它們的特殊之處在於擁有和土星外環一樣的環帶,20世紀50年代美國的一部UFO電影就曾以此作為素材。潘恩也叫「牧羊人衛星」,得名於「牧羊之神」。阿特拉斯得名於「雙肩頂天」的太陽神提坦(Titan),這是因為它看起來像是在支撐土星的外環。

阿特拉斯較為扁平,兩極之間的距離僅為19千米(12英里),直徑卻長達46千米(29英里)。當然,這兩顆衛星的赤道長度自然不能同妊神星相提並論,畢竟它們的自轉速度並不足以使其膨脹。雖然它們也能自轉形成一道狹長帶,但這絕不會規律性出現。。

巴黎大學(University of Paris )在進行多次電腦模擬後終於找到了問題的答案:吸積盤(accretion disks)的存在。當一盤太空碎片旋轉時,結構的邊緣就會變平。在土星形成衛星時,由土星環灰塵形成的吸積盤圍繞在這些小衛星周圍,並最終在赤道集合,形成巨大膨脹的赤道脊。

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5. 2008 KV42

看到這一名字您是不是在想為什麼天體就不能好好取名字呢?還好這顆彗星有個更簡單的別名——德拉庫(Drac)彗星。這個名字來源於德拉庫拉(Dracula)星體。這是第一個被發現的圍繞太陽逆轉的外海王星天體,盡管它速度很慢——306年才能轉一圈。(但我們還是不知道這和能在牆上行走有什麼關係)。其做到在已經發現有好幾個天體圍著太陽逆行——比如哈雷彗星——它們的運轉軌道和太陽都離得非常近。

但德拉庫到太陽的距離卻非常遠——甚至超過地球到太陽的距離的20倍,和天王星(Uranus)的運行軌道相近。這意味著這顆彗星可能是類似哈雷彗星這樣的天體與冥王星附近的歐特星雲(Oort Cloud)中天體碎片的失聯環節,這對研究那些天體碎片的形成過程具有重要意義。可這至今還是科學上的一個未解之謎。

有許多學說都嘗試解釋為什麼德庫拉的公轉方式如此與眾不同。其中最有趣的一個設想是德庫拉可能根本就不是隨著太陽系而形成的,否則它的運行方向應該和其他衛星一樣。這顆彗星完全有可能是突然「闖進來」的,這能給我們帶來大量關於宇宙的資訊。
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4. 特里同(Triton)

雖然特里同並不是個家喻戶曉的名字,但還是有人聽過它的。您請稍安勿躁,聽我們說完,這個夢幻般的星球絕不僅僅是只能滿足視覺感受這樣簡單。特裡同一個星體的質量就占據了海王星所有衛星質量總和的99%以上,仿佛所有能在氣體巨星上看到的壯觀景象都聚集在一顆衛星上。

1989年「航行者2號」(Voyager 2 )發回的探測數據顯示,特裡同和其他已知衛星不一樣,雖然它也是遍地火山 ,但噴發的是水和氨而不是火山灰和熔巖。

特裡同僅比我們的衛星(月亮)小一點,是太陽系中唯一一顆與主星旋轉方向相反的大衛星。此外,作為太陽系中已知的大衛星(大於冥王星),它有足夠的重力來支撐稀薄的大氣層——真的非常薄。特裡同的表面氣壓是地球氣壓的1/50000,你根本無法在那裡放風箏。但不可思議的是,旅行者2號還是拍攝到了在它地表幾千米之上的雲層。

最後,特裡同是科學界公認的反射能力最強的天體之一,反射率約為60%~95%。為了正確理解這一概念,我們以月球為例說明,月球的反射率只有11%。

3. 土星巨型外環(Saturn’s Extra Ring)

我們已多次提到土星,因為它真的是一個非常有趣的地方。雖然我們早已對這個星球驚人的外環系統有所了解,可最近才發現這個環向太空延伸得有多遠。2009年,我們發現了土星的巨大外環,它是宇宙中已知最大的、延伸得最遠的環,該環與主環成27度,分布在距土星表面128倍半徑到207倍半徑之間。雖然它如此彌散,只能被紅外線檢測到,但它很可能是雙色衛星——伊阿珀托斯( Iapetus)形成的原因。

土星的菲比衛星(Phoebe)的運行軌道也在該環內,並且傾斜角度也相同,所以它很可能也是伊阿珀托斯呈現雙色的另一個原因。宇宙塵埃從菲比衛星散射出來並落到更大的伊阿珀托斯星周圍。而伊阿珀托斯在這巨大新環的邊緣運轉,每次伊阿珀托斯經過菲比衛星,這些物質就在伊阿珀托斯的赤道上不斷積累。經過成千上萬年,這些堆積的物質創造了壯觀的外環。現在的問題是,它到底是黑色參雜白色條紋還是白色參雜黑色條紋呢?
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2. 暹羅雙星(Siamese Moons)

雅努斯(Janus)和 厄庇墨透斯(Epimetheus)是人們熟知的「暹羅雙星」,它們在同一軌道上運行而且僅僅相隔50千米(31英里)——這距離比它們本身的半徑還要短。它們復雜的關係使它們永遠不可能互撞,也正因為如此,它們才能在重力影響下每四年跳一次探戈,交換一次位置。

起初,科學家們很困惑為何他們所測出的數據和它們所取的名字並不契合,「Janus」在古羅馬語裡是雙面神的意思。而在1978年,也就是發現兩星共行同一軌道的12年後,我們發現這並不是「雙面」,而是「雙星」,這也在1980年被「航行者號」近地探測所證實。有趣的是,該軌道上有一層淡淡的灰塵,這意味著這兩個衛星原本是合體的一個大衛星,分裂後留下了大量的碎片。
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1. 克魯坦(3753 Cruithne)

讓我們把目光從太陽系別的天體上稍稍收回來,重返地球家園來討論一下我們飽受爭議的第二衛星(第一衛星是月亮)。從1846年以來,天文學家就著力尋找地球的第二個衛星。弗雷德裡克是第一個聲稱自己找到第二衛星的人。他認為這顆衛星圍繞地球運行,運行周期不足三小時,距離地球表面最近距離為11千米(7英里)。從那以後,很多天文學家也都聲稱自己發現了第二衛星——但都是徒勞的。不過,也有一個例外。

克魯坦是一顆外來小行星,繞太陽公轉周期為364天,與地球有著完美的共振。這意味著,在每年的一段短暫的時間裡,這顆5千米(3英里)的小行星是地球系統的一部分。每年11月它和地球距離最近。確切來說,既然它能離開地球,那麼它就不能被看作是地球的衛星。但是想想每年都有一個外來物體光臨地球。這也是一件很美好的事情。
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