冥王星發現新衛星:哈勃望遠鏡發現第五顆冥王星衛星

這顆新發現的衛星及其同類星體可能是遠古撞擊事件的殘餘物

隨著人類首個探測冥王星的機器人訪客接近目的地,天文學家們為了解它將在那裡發現什麼,已經揭示了一顆圍繞這顆矮行星執行的小衛星。

這顆衛星是已知的第五顆冥王星天然衛星,並被非正式地標記為 P5。它於 7 月 7 日星期六被發現,照片由哈勃太空望遠鏡拍攝,這是為了識別對正在前往冥王星進行 2015 年飛掠的新視野號探測器可能存在的危險而開展的活動的一部分。環繞冥王星的塵埃環,或 shedding 未被發現的碎片的小衛星,可能會危及這項耗資 7 億美元的任務。到目前為止,搜尋尚未發現冥王星周圍有任何危險的塵埃帶,但已經發現了兩顆新發現的衛星——去年發現的一個名為 P4 的小天體,以及現在的 P5。

P5 非常微弱——亮度只有 P4 的一半,大約是冥王星亮度的十萬分之一——並且相對靠近這顆矮行星執行。這顆新發現的衛星的微弱亮度意味著它的直徑只有 10 到 25 公里。“它們非常靠近,而且這是一個非常小的天體,”位於加利福尼亞州山景城 SETI 研究所的行星天文學家馬克·肖沃爾特說,他領導了這項活動。“這就是哈勃望遠鏡能做到的。”


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P4 和 P5 加入了冥王星的大衛星卡戎,它的發現於肖沃爾特在新的哈勃影像中發現 P5 的那一天之前的整整 34 年被宣佈,以及天文學家在 2005 年使用哈勃望遠鏡發現的小衛星尼克斯和許德拉。所有這些衛星都可能是太陽系早期一次巨大碰撞的殘餘物。

肖沃爾特說,對於無數冥王星衛星的一個合理的解釋是,“這個系統始於數十億年前,當某個巨大的物體撞擊冥王星時——它產生了大量的碎片雲,其中大部分凝結形成了卡戎。” 然而,一些丟擲的物質沉澱到更遠離冥王星的穩定軌道中,並聚結成更小的衛星。“本質上,我們只是看到了剩餘的碎片,”肖沃爾特說。

到目前為止發現的所有衛星似乎都與質量更大的卡戎的運動有關:它們的軌道都遵循與較大衛星軌道的一定共振關係。尼克斯與卡戎的共振關係被稱為 1:4 共振——卡戎每繞冥王星執行四圈,尼克斯繞冥王星執行一圈——而 P4 的共振關係為 1:5,許德拉的共振關係為 1:6。新發現的 P5 似乎也已陷入與卡戎的共振。“據我們所知,這個天體似乎非常接近 1:3 共振,”肖沃爾特說。“這些匹配並不完全精確,但它肯定告訴了我們一些事情。這些事情並非偶然發生。”

“我們認為,平均運動共振就像車轍一樣,收集了卡戎吸積時代的碎片,”新視野號首席研究員、科羅拉多州博爾德市西南研究所的艾倫·斯特恩說,他也為這項新研究做出了貢獻。

下一個尋找更多衛星的合理位置將是在尚未被考慮的卡戎 1:2 和 1:7 共振關係中。但是軌道越短,衛星就必須越靠近冥王星,因此,一顆與卡戎呈 1:2 共振的衛星可能很難在更大更亮的矮行星旁邊被發現。

“我認為很有可能”還有更多的冥王星衛星等待被發現,斯特恩說。“每次我們觀察,我們都會看到更多。我希望新視野號能看到更多哈勃望遠鏡看不到的東西。”

發現更多衛星的可能性是天文學家尚未為 P4(更不用說 P5)提出正式名稱的部分原因。“P4 還沒有名字的原因是,我們一直在追蹤可能的 P5,”肖沃爾特說,並補充說,在星期六之前,還沒有任何結果。“如果你有兩個衛星要命名,那麼它就變成了一種與命名一個衛星不同的過程。”

按照慣例,衛星的名稱來自希臘神話,在這種情況下,來自與冥王星,即冥界之神相關的傳說。但是神話的具體選擇取決於需要多少個名字——如果 P4 和 P5 被證明是最後被發現的微小、微弱的衛星,那麼一個雙人物的故事就足夠了。“例如,有俄耳甫斯的故事,他是唯一一個進入冥界又返回以拯救他的妻子歐律狄刻的凡人,”肖沃爾特說。“也許它們的好名字將是俄耳甫斯和歐律狄刻。”但是,如果天文學家發現另一顆繞冥王星執行的衛星,那將是另一個故事——以及另一個神話——完全不同。

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