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宇宙中的拔河比赛 海王星俘虏海卫一

网易探索 2006-05-16
 

海王星的最大卫星海卫一(Triton)一直被人们认为是太阳系最奇特的星球。不只是因为它出奇的大(比冥王星大40%,它的直径在3600-5200公里之间),而更奇特的是它在海王星相反的轨道方向上运行。

现在科学家提出了一项最新的理论,他们认为可以揭开海卫一的神秘面纱。新理论认为这颗巨大的卫星曾是一对小行星(Planetoid)中的一个,而这对小行星曾在太阳系最远处轨道运行。

天文学家一直在思考,从海卫一的巨大体积和逆向运行表明它与海王星并不是一直在一起的一对。它看起来更像是一个被海王星重力场捕捉来的闯入者。但是科学家一直很难指出这种捕捉是如何产生的。

近日,加州大学的行星学家格雷戈?爱格诺和马里兰的大学的道格拉斯?汉弥尔顿提出了一个新的理论。

他们认为海卫一起源于一对类似行星的天体,它们最初在太阳系的外层运动。当海卫一和它那不知名的伙伴运行到靠近海王星的时候,研究人员说,就出现了一场重力的拔河之战。结果,海卫一的伙伴输掉了这场比赛,被弹射到了茫茫宇宙之中,而海卫一则被海王星拉入了它周围轨道开始运行。

其他的一些理论也曾被提出过,但爱格诺认为它们都站不住脚。

最近的发现

爱格诺和汉弥尔顿的理论是建立在最近发现的处在太阳系边缘著名的柯伊伯带的基础之上的。

在那片轨道上估计有一千多个物体存在,有的非常庞大,例如冥王星,但还有一颗叫做2003 UB313的星球比冥王星还要大,甚至有人称它为“第十大行星”。

在柯伊伯带上的物体10%是成对或者是成双数存在的。冥王星也是和它的卫星莎郎成对存在的。

爱格诺和汉弥尔顿的理论就认为海卫一来自于柯伊伯上的一对物体的其中一个。当他们运行到海王星的附近时,海卫一就被吸了过去,而它的那个“伙伴”就被分开了。至于他的这个“伙伴”到底发生了怎么样的情况这还是一个迷。

成对的星球

很难解释海王星是如何捕捉到它的卫星海卫一的,科学家说,因为海卫一只有去掉了它自身的运行速度才能进入到海王星周围的轨道。

一种理论认为海卫一可能撞到了海王星的某一颗其他卫星上。但爱格诺说,这个理论的困难之处在于这种碰撞的机率非常的小。

还有一种理论则认为是一股从海王星发出的气流减慢了海卫一的速度,来了个空气动力制动。爱格诺说,“就好象你将手伸出汽车的窗外一样。”但他强调说,那就必需要有一股非常大的气流才能产生效果。但他说,“这两种理论都必须在特定的条件下才能成立。”

新这个理论的详细报道将发表在《自然》杂志上

注:体积在“九大行星”和小行星之间的行星,英文用Planetoid表示 。

海卫一:比海卫二大,1846年发现,在倾角很大的逆行轨道上运转,周期为5.877天,距离海王星35.4万公里,计算表明,它的轨道在逐渐缩小,最后可能由于太靠近海王星而破碎,它可能是太阳系中最大的卫星之一,根据间接的观测资料表明,它的直径在3600-5200公里之间.


柯伊伯带处于距离太阳40至50天文单位的位置,低倾角的轨道上。该处过去一直被认为是一片空虚,太阳系的尽头所在。但事实上这里满布着直径从数公里到上千公里的物体,热闹无比。柯伊伯带上的这些物体是怎么成形的呢?如果按照行星形成的吸积理论来解释,那就是他们在绕日运动的过程中发生碰撞,互相吸引,最后黏附成一个个大小不一的天体,形成现在的样子。

柯伊伯带是现时我们所知的太阳系的边界,是太阳系大多数彗星的来源地。有天文学家认为,由于冥王星的大小和柯伊伯带的小行星的大小相约,所以冥王星应该排除在太阳系的行星之外,而归入柯伊伯带小行星的行列当中;而冥王星的卫星则应被当作是其伴星。


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