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土卫六让土星倾斜我大开眼界了吗?

天文学与空间 2022-08-09 00:01:10

斯科特·阿兰·约翰斯通著,《今日宇宙》 2015年6月8日,卡西尼号飞船拍摄的土卫六经过土星前方

学分:美国宇航局/JPL-加州理工学院/空间科学研究所

像土星这样的巨大行星不会自己倾斜;必须有什么东西把它们撞倒,或者在重力作用下拉它们,才能把它们推离轴心

科学家们预计,当新行星诞生时,它们几乎没有任何倾斜,就像旋转的陀螺一样排成一行,它们的赤道水平于它们围绕太阳旋转的轨道平面

但是我们太阳系中没有一颗行星是完全水平的

木星是最近的,其倾角只有3°

12度

地球的倾角在23°时更加明显

45度,导致我们经历了一年一度的季节循环,因为我们的家园在它的轴上摇摆

土星的倾斜更加极端,倾角为26°

73度(尽管它远没有天王星那么极端,天王星实际上是侧向的,以97度旋转

与其轨道平面成86度角)

我们可以从这些倾斜中学到很多

例如,我们从阿波罗任务期间收集的地质证据中知道,地球的倾斜可能是地球历史早期与其他岩石物体大规模撞击的结果,其中最大的一个物体断裂并形成了我们的月球

就像考古学家检查陶罐和骨头碎片来拼凑古代文化一样,物理学家可以检查行星倾斜来了解太阳系的过去

现代的动荡是很久以前戏剧性事件的证据

或者,正如一篇新论文所建议的,也许就在不久前

由Melaine Saillenfest领导的巴黎天文台和比萨大学的研究小组认为,土星倾斜的起源可能比以前认为的要近得多,其最大的卫星土卫六可能是原因之一

天文学家传统上认为,土星的倾斜与它的卫星无关,而更多的是与它和它的伙伴气体巨行星之间的相互作用有关

太阳系形成的一种主流理论,被称为尼斯模型,认为大约40亿年前,在彼此和较小星子的引力影响下,发生了一场巨大的迁移,其中巨大的行星缓慢向外移动

根据这个模型,造成土星倾斜的罪魁祸首是海王星,当它向柯伊伯带横扫时,海王星将这个环状巨人拖了过来(卡西尼任务的证据表明土星环相当新——它们可能在大迁徙期间不在周围;但我跑题了)

如果尼斯模型可信的话,行星倾角在很久以前就已经确定了,并且从那以后一直保持相对稳定

赛伦费斯特和团队提出的新理论并不同意

相反,他们认为土卫六在最近(大约10亿年前)的迁移同样能够解释土星今天的倾斜

土卫六的轨道可能保持规则数十亿年,但他们的模型显示,最近可能发生了与土星的轨道共振,同时改变了月球的轨道,迫使一个几乎直立的土星向侧面坠落

如果没有更多的证据,很难确定哪个模型是正确的(也许即将到来的蜻蜓土卫六任务可以发现一些东西)

但是最近这种迁移的可能性为太阳系未来的变化打开了机会

正如研究人员所说,巨型行星的倾角“并不是一劳永逸的,而是由于其卫星的迁移而不断演变的。”

“我们今天所知道的太阳系可能不像看起来的那样稳定或不变,可能会在未来出现干扰(尽管我不会为此失眠——它在大约10亿年内不会改变)

塞伦费斯特和合著者贾科莫·拉里和格韦纳·布埃今年早些时候在《自然天文学》上发表了他们的论文

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