“泰坦”以超預期速度遠離土星

週一 · 知古通今 /

編譯：五車二三三三

美編：蘇奕月

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接： http://www.astroarts.com/article/hl/a/11313_titan

在天文學裏，泰坦專指土星的第六顆衞星——土衞六。 它是太陽系中僅次於木衞三的第二大衞星，僅比木衞三小約2%。 泰坦大氣的主要構成部分是氮氣，約佔泰坦大氣的 98% ，還有少量的甲烷等。泰坦的直徑為5150千米，比水星還要大。

根據目前的研究成果，土衞六是我們太陽系內可能存在外星生命的首選之地。很多科學家相信，土衞六表面下可能存在一個全球性的海洋，因此，很可能會存在某種形式的外星生命。

此前，科學家認為土衞六像我們的地球衞星月球一樣，正在以一個每年0.1釐米這樣極其微小的速度遠離土星。

卡西尼號探測器的觀測數據顯示，衞星泰坦每年以11釐米的速率遠離土星。這比以往的預測快了100倍。

卡西尼號於2012年拍攝的泰坦與土星。從正側面可以看到光環從泰坦後方穿過，土星上倒映着光環的影子。

月球以每年3.8釐米的速度遠離地球。受月球引力的影響，地球表面會會發生非常微小的拉伸，從而使地球自轉減緩，同時，相應的能量也導致月球的公轉半徑增加。

同樣的事情也發生在地球以外的行星及其衞星上。土星最大的衞星泰坦也在逐年遠離土星，但天文學家們似乎對其遠離速度估計過低。

法國巴黎天文台的Valery Lainey等人的研究小組通過從2004年到2017年環繞土星的卡西尼號探測器獲得的數據進行了兩種不同路徑的分析研究，探究泰坦遠離土星的速度。該研究小組通過精確測量卡西尼拍攝的照片中背景恆星的位置來追蹤泰坦位置的方法，發現泰坦在一年內遠離土星11釐米左右，這是第一種方法。與之獨立的另一種方法是，在超過100次的接近泰坦飛行中有十次，卡西尼號根據向地球發送的射電信號的頻率變化追蹤泰坦的軌道，得到了與前一方法相同的結果。

泰坦正以每年11釐米的速度遠離土星，這一分析結果比此前預測的速度快100倍。這意味着目前距離土星約120萬公里的泰坦誕生在比之前預想的更接近土星的位置。科學家雖然知道土星是在46億年前太陽系形成後不久誕生的，但是關於它的光環和80顆以上的衞星是什麼時候形成的還有很多不明確的地方。Lainey表示，這一研究結果為土星系的年齡、衞星何時誕生的問題提供了新的重要線索。

泰坦比以往的預測速度更快地遠離土星，參與此次研究的美國加州理工學院Jim Fuller先生4年前發表的理論也能夠推導出類似的結論。

迄今約50年來，衞星遠離行星的速度都是使用相同的數學公式計算出來的。該理論認為，像泰坦這樣位於行星遠處的衞星，由於與行星之間的重力相互作用也相對較弱，所以與內側的衞星相比移動較慢。另一方面，根據Fuller先生的理論，如果行星的振動和衞星的公轉週期以一定的比例固定，即使是在遠處的衞星也能以與內側的衞星差不多的速度向外移動。

Fuller表示，這次的觀測結果的意義在於揭示了行星和衞星的相互作用遠超過現有的認知。土星和泰坦以外的行星系統、甚至太陽系以外的系外行星和聯星也可以適用這一結果。

參考資料

1. NASA JPL：Saturn's Moon Titan Drifting Away Faster Than Previously Thought

2. Natutre Astronomy：Resonance locking in giant planets indicated by the rapid orbital expansion of Titan 論文

牧夫新媒體編輯部