探索我们太阳系中失落的卫星

周二，木星正式“获得了”10-12 颗卫星。但这并不能弥补太阳系随着时间流逝而失去的数十颗卫星。与最近捕获的卫星不同，那些早已失落的卫星曾是相当庞大的。这甚至包括木星曾经拥有的几颗如今已消失的卫星。

像其他行星一样，我们的行星之王最初也处于一个气体包层中。它的系统拥有相当大的质量，但这个星云的缓慢拖曳可能将像水星一样大的卫星拉入了下方行星的地狱。

“有人说，如果巨大的气体盘在木星周围停留太久，卫星就会开始坠入，”SETI研究所的研究科学家 Matija Cuk 说。

关于木星失去了一些早期卫星的说法，在一篇 2009 年出版的《欧罗巴》一书中被提及。在这种情况下，并非只有木卫一、木卫二、木卫三和木卫四这四颗伽利略卫星，而是有很多颗。有些离木星太近，周围的原生气体减慢了它们的轨道，直到它们坠入行星并被其深处摧毁。

Cuk 说，近年来，天文学家们已经意识到，早期太阳系比最初设想的更加混乱。而且在某些情况下，混乱可能持续到恐龙时代。而且不只是木星。

一颗真正的新卫星

在罗马神话中，土星以吞噬自己的孩子而闻名——这似乎在我们太阳系中由木星接管了。但在这颗环状行星上，有些事情非常奇怪。

如果你关注天文学新闻，你可能听说过土卫二（Enceladus），这是土星上一颗微小但下方拥有巨大海洋的卫星。但是，虽然我们的太阳系已经有 45 亿年的历史，土卫二可能要年轻得多，得多。

“这还不是主流观点，但它正获得越来越多的认可，即（土星的）光环和卫星都是几亿年前碰撞的结果，”Cuk 说。2016 年，他发表了一篇《天体物理学杂志》的研究，表明土星的内层卫星非常年轻。与此同时，像泰坦（Titan）这样的外层卫星，一个比水星还大的、拥有气体大气层的世界，可能和太阳系一样古老。

理论是这样的：土星至少有两颗大的卫星发生了碰撞。一些碎片落入了气态行星，但大部分落向了光环。大约两个行星的冰和岩石最终围绕土星旋转。其中一些越过了洛希极限——行星周围的一个区域，物体无法再保持其形状，并被粉碎成数十亿块，形成光环。

但土星在光环区域内、洛希极限之外，还有五颗轨道非常接近的卫星——土卫二（Enceladus）、土卫一（Mimas）、土卫三（Tethys）、土卫四（Rhea）和土卫五（Dione）。它们每颗直径几百英里。有些拥有相当一部分岩石，有些似乎完全是冰球。但这些岩石和冰可能形成了大小相似的世界，这些世界被摧毁，然后又以新的形态被重新创造。

换句话说，我们今天看到的卫星可能包含那些更早一代失落卫星的碎片。而目前的卫星有着奇怪的轨道倾角，表明它们可能仍在稳定。土星环的估计年龄最多为 2 亿年——如果这五颗小卫星的寿命相似，它们可能是我们太阳系家族中最年轻的成员。

入侵者

然后是可怜的海王星。今天，海王星是柯伊伯带的牧羊人，柯伊伯带是冥王星所在的太阳系冰冷区域。柯伊伯带天体以天文学家所说的 2:3 共振与海王星绕行，每当海王星绕行两次时，它们就绕行三次。这使得轨道相当整洁，并防止与海王星发生碰撞。

但很久以前，柯伊伯带拥有更多的天体，它们经常闯入海王星系统。今天的柯伊伯带只剩下其原始质量的一小部分。当行星们还在稳定它们的轨道时，海王星拉扯并抛射了大量的柯伊伯带物质，包括将整个世界抛出太阳系。但在此过程中，海王星获得了一颗巨大的卫星，同时失去了一系列较小的卫星。

一些理论认为，有两个特别的天体穿过了海王星，可能是大致相等大小的一对——就像它们是彼此的卫星一样。这双矮行星被海王星分开——其中一个留在后面，反向绕着海王星转。我们今天知道它就是海卫三。

“与海王星的相遇很频繁，而海卫三恰好来得足够慢，”Cuk 说。“主流理论认为海卫三曾经是一个双星系统，其中一半逃脱了。”

其中一颗卫星穿过了一个海王星原始卫星居住的区域。因为它以相反的方向绕行，这些小卫星可能与它们的入侵者正面相撞。海卫三可能含有高达 10% 的海王星 原始内层卫星。

当然，还有一些其他的失落卫星理论——比如，当一颗叫做忒伊亚（Theia）的原行星撞击地球形成月球时，可能创造了几个卫星。而且，在我们能够深入研究外太阳系卫星之前，我们可能无法完全理解这些假设是否站得住脚。

Cuk 说，任何逃脱巨行星引力的行星都持续不了多久。少数幸运的行星，在适当的条件下，可能会被弹出，但大多数会进入它们原来行星的轨道外面——并最终与它们相撞。其他卫星可能变得不稳定，最终坠入太阳。

但无论最终答案如何，我们的太阳系可能曾经比我们想象的要充斥着更多的卫星——而它们的幽灵踪迹正等待我们去发现。