宇宙新發現木星曾經吞噬掉自己早期的衛星

侯爵 | 2010-7-2 17:41:47

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這是2007年1月8日“新視野”號（曾譯“新地平線”號）探測器在距木星約8100萬公�處拍攝的木星照片。新華社/路透

據《新科學家》報道，環繞木星旋轉的四顆巨大的伽利略衛星是木星所有衛星中最後的幸存者，而事實上，至少有五代衛星曾經環繞這個巨大的氣體星球運行。

來自科羅拉多州博爾德市西南研究所的Robin Canup說：“所有其他的衛星——可能有20顆或者更多——已經在太陽係形成的早期變成了木星的美餐。”

這四顆伽利略衛星曾經在科學史上扮演了重要的角色——他們是伽利略在400年前發現的，毫無疑問的證明了並不是所有的天體都是環繞著地球在運動。但是一直到現在為止，沒有人懷疑木星曾有過更多的衛星。

Canup說，天文學家通過模擬木星和它的衛星形成的過程，早就意識到了其中深藏奧妙。這個模型顯示，來自衛星形成過程中的碎片，圍繞在木星周圍，質量達到木星的幾十個百分點。但是事實上，只需要百分之二的木星質量，就足以形成我們今天所能看到的衛星了。

現在，Canup和她的同事William Ward相信他們已經知道了原因。如果還有其他衛星形成，而且他們的殘骸依然存在，那麼額外質量的來源就得到了解釋。“因此，一個關鍵的步驟，就是不斷成長的衛星和來自太陽係的依然漂浮著的碎片之間的相互作用”，Canup說。這種相互作用讓早期的衛星螺旋運行靠近木星，並且最終被木星“吃掉”。

Canup說，這就能解釋早期模擬中出現的矛盾：當一批衛星被吞噬掉之後，新的一批衛星立刻開始形成。“可能曾經出現了五代衛星，”她說。“當前的伽利略衛星形成時，來自動蕩的太陽係的物質正流入木星周圍的碎片中，于是這四顆衛星逃脫了他們前輩們的不幸的命運。

據Canup和Ward研究，每一批衛星的總質量都是一樣，但是衛星的數量可能不一樣。“我們認為在土星周圍也曾經發生過類似的事情，它的最後一代衛星只有一顆巨大的衛星——泰坦星，”Canup說。

這暗示了太陽係就像一個整體。表面多岩石的行星，可能用了上千萬年的時間來一大塊一大塊的聚集物質。在太陽係周圍的碎片殘骸被太陽風吹開以後很久，這個聚集物質的過程才開始進行，所以這些行星螺旋靠近太陽沒有危險。

相反的，巨大的氣態行星，例如土星和木星，能夠通過氣體收縮很快的凝結太陽係的碎片和殘骸。這意味著這些氣態行星有時間和殘骸相互作用。劍橋大學的John Papaloizou說，毫無疑問，在當前太陽係形成穩定的構造之前，太陽可能已經吞噬掉了大量的氣態行星。