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关于…我们太阳系中的卫星,所有值得了解的事

比你想象的要多。

作者:Bill Andrews
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从智利阿塔卡马沙漠的月亮谷看到的地球月球。Skreidzeleu/Shutterstock

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太阳系中的178颗卫星都讲述着一个故事。无论它们是作为行星的“双胞胎”诞生的,还是被行星引力捕获的迷途岩石,这些天然卫星在地质活动、饱经风霜或纯粹的怪异程度上,都可以与任何行星相媲美。这里有几颗。

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地球

科学家们最近才了解到,我们的月球主要由与地球相同的基本物质构成,这很可能是其“颠簸”出生的结果。天文学家认为,在地球形成过程中,它曾与一颗名为“忒伊亚”的火星大小的天体相撞。这两者的碰撞如此壮观,以至于产生的碎片包含了两个天体的显著部分。再加上地球和忒伊亚最初的成分相似,使得当碎片聚集并形成月球时,它与地球的表面有很多共同之处。

多年来,月球与地球之间产生了潮汐锁定,所以总是同一面朝向我们的星球。这意味着月球没有“暗面”,因为太阳同样照耀着两个半球。但确实有一个“远侧”。这两侧截然不同:近侧有一些海——冷却熔岩形成的黑暗平原——而远侧则没有,并且显得相对均匀。科学家们仍然不确定原因,但如果潮汐锁定在与忒伊亚碰撞后足够早发生,年轻地球的热量可能引发了导致月海形成的火山爆发——但只在月球的近侧。

用月球来理解尺度是困难的,但请考虑这一点:它离我们足够远,以至于太阳系中的其他所有行星(以及冥王星!)都可以放在它和地球之间。而且,它是相对于其行星而言太阳系中最大的卫星,大小正好可以在日食期间完美地遮挡太阳——这是一个惊人的宇宙巧合。

木星

伽利略的四颗卫星是已知的第一个绕着另一颗行星运行的天体,它们以伽利略·伽利莱的名字命名,他在1610年发现了它们。**木卫一**(Io),是离木星最近的大型卫星,是太阳系中火山活动最活跃的天体。第二个是**木卫二**(Europa),它很可能在冰冷、布满裂缝的地壳下隐藏着一个全球性的海洋。**木卫三**(Ganymede)的声名鹊起很容易:它是所有卫星中最大的,甚至比水星还要大。**木卫四**(Callisto)是太阳系第三大卫星,并且可能也有一个地下海洋。

土星

**土卫二**(Enceladus):与木卫二一样,较小的土卫二可能也拥有一个地下全球性海洋。但独特的是,它还在南极附近有类似幕布状的喷泉,规律地喷出含盐的水。科学家们已经发现了该卫星上热液活动的迹象——而且鉴于温暖的水是我们所知的生命所需的基本要素之一,这使得土卫二成为我们寻找外星生命的最佳候选地之一。

**土卫一**(Mimas):那不是空间站,而是一颗卫星!微小的土卫一是在已知天体中质量最小的、足以将其塑造成粗糙球体的天体。它可能看起来像“死星”,但那个圆形的特征是赫歇尔(Herschel)陨石坑,直径达81英里。

**土卫八**(Iapetus):土卫八是太阳系的“阴阳”符号。它的两个半球在颜色上差异显著,这很可能是热分离的结果:随着时间的推移,较暗的物质(如碳)吸收了更多的太阳热量,升温,并将较亮的、更易挥发的物质(如冰)转移到较冷的半球。

**土卫六**(Titan):浓厚的橙色薄雾笼罩着土卫六(红外图像),它是太阳系第二大的卫星。那里极其寒冷,水只以岩石般坚硬的冰的形式存在。然而,它的“甲烷循环”——地表凝结和降水——惊人地与地球的水循环相似。随着“惠更斯号”探测器于2005年着陆,土卫六成为我们登陆过的最遥远的天体。

天王星

**天卫五**(Titania):与大多数天王星的卫星一样,天卫五的名字取自莎士比亚的一个角色。是的,这是一张彩色照片——大多数天王星的卫星都呈现中性灰色。

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海王星

美国宇航局

**海卫一**(Triton):海卫一是唯一一颗拥有逆行轨道的巨大卫星,它绕行星运行的方向与行星自转方向相反。这一奇特性表明,海卫一可能起源于柯伊伯带——行星外那个由彗星和微小天体组成的广阔区域——之后过于靠近海王星并被其引力捕获。它也是唯一已知拥有“哈密瓜地形”的世界,这种布满肿块的地表特征被认为是复杂的构造力量造成的。

冥王星

美国宇航局

去年,“新视野号”探测器飞过冥王星最大的卫星时,为科学家们提供了近几十年来关于**卡戎**(Charon)的最佳视角。与其说是研究人员想象中的一个沉寂的世界,不如说卡戎拥有丰富的地质历史,包括山脉、山体滑坡和峡谷——其中一个峡谷的长度是科罗拉多大峡谷的四倍,深度是其两倍。其北极附近的一个黑暗区域,被称为“魔多”(Mordor),可能是冥王星大气中的气体在其卫星表面凝结的结果。

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卡戎的直径约为冥王星的一半,质量是这颗矮行星的八分之一,这导致了一个不对称的双星轨道;卡戎绕冥王星运行,但两者也共同绕着一个被称为“质心”(barycenter)的点运行。因此,一些天文学家将两者都视为矮行星。但国际天文学联合会(它在2006年正式将冥王星降级为矮行星)在这方面拥有决定权,它仍然认为卡戎是一颗卫星。冥王星的其他四颗卫星也绕着同一个质心运行。

官方上,这颗卫星是以神话中的摆渡人命名的,但也为了纪念发现者詹姆斯·克里斯蒂的妻子查琳。这导致了对其发音的一些争论,但许多美国科学家偏爱克里斯蒂的选择:“SHAHR-on”。

[本文最初以“我们太阳系的卫星”为题刊登在印刷版上。]

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