這些新發現的衛星，將進一步揭示太陽系的早期歷史

1610年，當伽利略第一次將望遠鏡指向木星的時候，他驚奇地發現這顆行星並不是孤獨的——圍繞著它運轉的還有四顆衛星，這是一個顛覆當時天文學理論的發現。

△ 1610年1月7日，伽利略用自製的望遠鏡發現了圍繞著木星的四顆衛星：Io、Europa、Ganymede和Callisto。

而今天，環繞著這顆太陽系中最大的行星運行的衛星家族已然擴大到了79顆，而其中有12顆微型衛星是最新發現的（有兩顆確定於去年）。在這些新發現的衛星中，有11顆是「正常」的外層衛星，還有一顆則被視為「怪異」衛星。

2017年春天，當時來自卡內基的研究人員正在試圖尋找在超越冥王星的地方是否存在未被發現的巨大行星，而木星恰巧在搜索這些極遠天體的天空區域附近，因此恰巧發現了這些衛星。

2014年，同樣的科研團隊發現了太陽系中已知最遠的天體，他們注意到在太陽系的邊緣，或許存在著一個未知的、遠超冥王星的巨大行星，這能解釋在極遠處的幾個小型天體擁有相似的軌道這一特點。現在，這顆假定的行星通常被稱為"X行星"或"第九行星"。

國際天文學聯合會小行星中心的科學家運用觀測結果，計算出了新發現衛星的軌道。要確認某個天體是否真的環繞行星公轉需要通過多次的天文觀測，因此科學家投入了一年的時間才最終確認這一結果。

△ 這張圖片顯示了圍繞木星運行的不同衛星群，圖中的粗點顯示的是新發現的衛星。可以看到在順行（Prograde）衛星軌道上的「怪異」衛星「Velatudo」（綠色），穿越了逆行（Retrograde）衛星的軌道。| 圖片來源：Roberto Molar-Candanosa / 卡內基科學研究所

在這12顆新發現的微小衛星中，9顆屬於遠端的外層衛星群的一部分，它們在距離木星大約2000多萬公里的軌道上運行，運行方向與木星的自轉方向相反，因此被歸類為逆行衛星。這些遙遠的逆行衛星被分為至少三個不同的軌道群。科學家認為這三個軌道群是三個曾經較大的衛星與小行星、彗星或其他衛星碰撞時分裂出的殘骸。新發現的這些逆行衛星環繞木星一周所需的時間大約為兩年。

還有兩顆新發現的衛星屬於較近的內層衛星群的一部分，這些衛星繞木星順行，也就是說它們的運行方向與木星的自轉方向相同。這些內層的順行衛星有著相似的軌道距離，以及相似的繞行傾角。因此它們被認為是一個大型衛星的碎片。新發現的這兩顆順行衛星的公轉周期較短，只需不到一年的時間便可繞木星運轉一周。

與剛剛描述的這11顆衛星相比，最後剩下的那顆衛星就顯得十分古怪了。它的軌道與所有已知的木星衛星都不同。同時，它是木星已知的最小衛星，直徑不到一公里。這顆新的「怪異」衛星離木星的距離比其他順行衛星要遠得多，而且傾斜角度也更大，它環繞木星一周大約需要一年半時間。

圖中所示為木星衛星「Valetudo」（黃色標識處）相對於背景恆星的運動。| 圖片來源：NASA

不同於近距離的順行衛星群的是，這顆怪異順行衛星的運行軌道會穿過處於外層的逆行衛星的運行軌道。因此，這顆「怪異」衛星更有可能與外層那些朝相反方向運動的逆行衛星發生正面碰撞。這是一種很不穩定的情況，因為正面碰撞能很快使天體分解、甚至碾碎成粉。因此科學家推測，我們現在看到的各種有著不同軌道的衛星群，很可能就是由於這種機制在遙遠的過去形成的。研究小組認為，這顆微小的「怪異」順行衛星，很可能是某個更大的順行衛星與逆行衛星在某次發生正面碰撞後所形成的最後一片殘骸。

木星的衛星都是以與神話中有關的諸神命名的。作出這一發現的天文學家Scott Sheppard提議，將這顆怪異的衛星取名為「Valetudo」，Valetudo是羅馬神話中的健康與衛生女神——朱庇特的曾孫女。

研究這些衛星的軌道，有利於科學家更好地了解早期的太陽系。例如，發現木星軌道群中仍存在大量的最小衛星，表明了產生它們的那些碰撞是發生在行星形成之後。在木星形成的階段，太陽仍被氣體和塵埃組成的旋轉盤所圍繞。而這些微小的衛星直徑只有1~3公里，所以它們更容易受周圍氣體和塵埃的影響。所以說，如果這些衛星形成的時間與木星形成的時間大致相同的話，它們就很可能被當時仍環繞在新生木星周圍的氣體和塵埃所捕獲并吞沒。因此，這些衛星仍然存在表明了，它們是環繞在木星周圍的太空岩石相撞後所遺留下的殘骸。

如果天文學家可以計算出這些碰撞歷史，他們就能確定被拉進年輕的木星軌道的那些衛星的大小。對於天文學家來說，這是一個大問題，也是發現這些新衛星的意義之一。他們想要知道，如何能將這些新發現與行星的形成聯繫起來。而研究人員推測，仍有一些未被發現的木星衛星正有待我們去探索，我們之所以還不能找到它們，是因為科學家在進行觀測時，它們正好隱藏於太陽的強光之下。或許當研究人員從未來的觀測中收穫新的發現時，便能揭開更多有關太陽系的秘密。

參考鏈接：

https://carnegiescience.edu/node/2367

https://www.nature.com/articles/d41586-018-05725-6

http://www.sciencemag.org/news/2018/07/ten-new-moons-including-one-oddball-discovered-around-jupiter

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