土衛六正在100倍的速度離開土星

星空天文 發佈 2020-06-09T23:20:04+00:00

Saturn's Moon Titan Drifting Away Faster Than Previously Thought。

每年11厘米。

土衛六。這張照片是「卡西尼」探測器2012年拍攝的。NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

土衛六,泰坦星,是太陽系最神秘的天體之一。它差不多比水星還要大,有濃密的大氣層。它的表面覆蓋著大片液態烴的海洋,流淌著許多液態烴的河流。在這些甲烷和乙烷之下,則是一個厚厚的水冰冰殼。最令人神往的是,在這個冰殼下,可能有一個巨大的液態水海洋,海中也許有生命。

而據6月8日《自然:天文學》雜誌上的一篇文章透露,土衛六還在以比之前預言快100倍的速度離開土星。土衛六今天距土星大約122萬千米,而在45億年前,土衛六和土星要近得多。

人們之前認為,土星的衛星土衛六,很久以前就是在它今天所在的位置附近形成的。新發現則表明,土星的衛星,甚至於其環系統的形成和演化過程,比人們之前想像的還要有意思。

很多衛星都會逐漸遠離它們的行星。它們會向行星施以引力,產生所謂的潮汐效應,並使行星發生內部摩擦,將部分能量轉換成熱,扭曲行星的引力場,使得衛星在其公轉方向上獲得一個額外的推動力。衛星因此會與行星漸行漸遠。我們的月球也是如此,它正在以每年3.8厘米的速度遠離我們。這一過程是漸進而漫長的,地球不會真正失去月球,因為大約60億年後,我們就被太陽一起吞沒了,那時月球還來不及「逃跑」。

土衛六和土星之間也在發生著相同的事,但土星的內部摩擦相當弱,因為它是個氣體行星。根據一般理論推算,土衛六遠離土星的速度大約只有每年0.1厘米。所以新發現大大出乎人們的意料。

文章透露,兩組研究人員使用不同的技術,對土衛六的軌道參數進行了10年測量。這兩種技術中的一種是天體測量,是通過分析「卡西尼」探測器拍攝的照片中,土衛六相對於背景恆星發生的細微位移進行的;另一種是輻射測量,是通過分析「卡西尼」飛行速度在土衛六引力影響下發生的細微變化進行的。這兩種方法獲得的結果完全一致。

這一結果也與科學家2016年提出的一個新理論相符。這一理論認為,土衛六離開土星的實際速度要比潮汐理論的預測結果快很多。土衛六在運行過程中,其引力會以特定的頻率不斷擠壓土星,使土星發生振蕩,發生所謂的共振鎖定。土星在這樣的振蕩中會消耗大量能量,導致土衛六以更快的速度遠離土星。

觀測結果表明土衛六正在以每年11厘米的速度遠離土星,比之前的理論預言快了100倍還多。

「卡西尼」探測器2012年拍攝的土衛六和土星、土衛環。NASA / JPL-Caltech / SSI

參考:

Saturn's Moon Titan Drifting Away Faster Than Previously Thought
https://www.nasa.gov/feature/jpl/saturns-moon-titan-drifting-away-faster-than-previously-thought

Resonance locking in giant planets indicated by the rapid orbital expansion of Titan
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1120-5

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