冥王星的月亮比科學家們想像的還要更奇怪

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新的研究顯示冥王星的月亮比科學家想像的還要怪。

冥王星系統有四個小衛星, Nix、Hydra、Kerberos、跟Styx,環繞著"雙行星" ,冥王星與它最大的月亮Charon,它的直徑有750 英里(1,207 公里),是幾乎冥王星的一半大。

這雙行星嚴重的影響了四小衛星的軌道,讓它們的活動造成混亂。像影片裡Nix的搖晃,到現在科學家才發現有多奇怪。

搜尋外星智慧組織 (Search for Extraterrestrial Intelligence或SETI)的首席作者Mark Showalter說"你假如住在一個雙行星系統裡會是一個非常怪異的地方"

明亮與大小

Showalter跟共同作者Douglas Hamilton用哈伯太空望遠鏡從2005年到2012年拍攝的影像裡分析冥王星系統(Showalter的團隊後來因此而發現了Kerberos跟Styx),他們發現Nix/Hydra跟Charon一樣亮,它會反射大概40%被照射的光。

Showalter說 “這研究之前我們不知道Nix 跟Hydra有多大,因為我們不知道它們有多亮,但現在這些問題已解決了。"

這影片很長(45分鐘)有時間的話可以看一下:

哈伯的影像顯示Hydra大概有28.2 英里(45.4 km)寬, 而Nix的直徑有24.6 英里(39.6 km) 左右。Kerberos有15.4 英里(24.8 km)寬,而Styx有 4.2 英里(6.8 km)寬。(Kerberos跟Styx比另外兩個月亮暗所以比較難判斷)。

這些是圓形月亮的估計,但這四個月亮的形狀大多都不是圓的,比較像是橢圓形。

這兩人的分析也顯示Kerberos比其他的月亮要暗,它只會反射4%的光。Nix跟Hydra 也很暗但沒有Kerberos暗。

他說 “這結果讓我們很訝異,因為每個人都以為它們會很相似,它們應該是差不多時間形成的而且同樣的東西組成的。"

天文學家認為這四小月亮是由一個原冥王星物體與一個原Charon物體相撞後的碎片形成。也許原Charon是一個很暗的天體 ,但這些都只是推測。

冥王星-nix-moon-旋轉

冥王星月亮Nix的圖畫顯示它會不規則的搖晃。 Credit: NASA, ESA, M. Showalter (SETI Inst.), G. Bacon (STScI)

共振和混亂

Showalter 跟 Hamilton也認為 Styx、Nix 跟Hydra被一種"共振"所相連,這是多數天體被雙位數相連的引力點。相似的三天體共振可以在木星的月亮Io、Europa、跟Ganymede裡被找到。

Hamilton說"這共振的關係讓Nix、Styx、跟Hydra的軌道比較正常,避免它們相撞。這也是為什麼小冥王星可以存有這麼多月亮。"

但冥王星系統裡也因為複雜與偏移的引力場造成許多的混亂。

Showalter與Hamilton發現 Nix 跟Hydra環繞冥王星與Charon時不會永遠都是同一面面向它們,這讓它們的旋轉很混亂與不好預估。(幾乎太陽系裡所有的月亮都是面向同一邊)

“假如你住在Nix上,你不會知道太陽明天會不會升起,太陽出來與日落的方向也會都不一樣。"

這可以讓科學家更了解雙恆星系統的行星是什麼樣子。

Hamilton說"我們學到混亂對雙系統來說是很平凡的事,這對那些星球上的生命也會有很大的影響。"

新視野號與未來

NASA的新視野號在7月14日會飛經過冥王星7,800 英里(12,500 km)的上方。2018年要發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)也可以更清楚的觀察到這系統的月亮。

Showalter說"我們還有很多拼圖需合在一起,但最終我們會得到冥王星系統的全盤畫面"

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來源: Space