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海王星摇晃的卫星被锁定在一个前所未有的轨道舞蹈中

美国宇航局的一幅插图显示了海王星的卫星。前景是2013年发现的海马。在最近的一篇论文中,天文学家绘制了这颗行星上许多卫星的轨道图,并发现其中两颗卫星之间有一种不寻常的共振现象。(图片版权所有)美国宇航局、欧空局和J.Olmsted(STScI)

天文学家在海王星周围发现了一个不寻常的图案。这颗气态巨星最深处的卫星正在尽其所能,以一种奇怪的、曲折的模式相互避开,天文学家称之为“回避之舞”,

萨 ... 和Naiad的轨道距离芝加哥和迈阿密不远,大约1150英里(1850公里)。但它们围绕海王星旋转时的曲折路径确保了卫星本身永远不会如此接近。Naiad的移动速度比Thalassa快,在7小时内绕着海王星旋转,而其孪生兄弟的轨道时间为7.5小时。每当Naiad经过较慢的月亮时,也就是两个月亮在其他情况下会变近的时候,他们在曲折的舞蹈中处于一个遥远的位置。在那一点上,它们相距2200英里(3540公里),或者芝加哥到哥斯达黎加的距离。

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这一奇特的舞蹈是由孪生卫星轨道上的共振产生的,当卫星在海王星冰冷的蓝色云层上旋转时,这种共振使卫星保持稳定。

“共振起到了两种作用;它们可以使轨道变得或多或少的稳定,”研究合著者、美国宇航局喷气推进实验室天文学家玛丽娜·布罗佐维奇说,联合作者、加州大学伯克利分校天文学家伊姆克·德·帕特在一封写给《生活科学》的联合邮件中说对于Naiad和Ta ... 来说,它们是更稳定的,因为共振每次都会使卫星之间的距离最大化。“KDSPE”“KDSPs”研究人员在一篇即将发表在《伊卡洛斯》杂志上的论文中描述了这个奇异的轨道。“KDSPE”“KDSPS”天文学家从未见过这样的舞蹈。研究人员说,以前有一颗行星,很可能是因为它的编舞依赖于Naiad不寻常的、急剧倾斜的轨道。这种奇怪的模式隐藏了很长一段时间,因为很难研究太阳系中最遥远行星周围相对较小的天体。

“它们很小,轨道离行星很近,所以它们在海王星的明亮眩光下迷失了方向,”布罗佐维奇和德帕特尔说哈勃太空望远镜刚刚返回了2019年2月发表在《自然》杂志上的大量数据,因此我们能够计算出迄今为止最好的轨道。

动画展示了Naiad和Thalassa是如何在几乎重叠的轨道上相互躲闪的。这幅动画中的视角跟随萨 ... ,所以它看起来总是在图像的中心,但两个卫星都相对摆动。(NASA)

对于站在任一个月球上的观测者来说,另一颗卫星经过时似乎会在天空中疯狂地摆动。从塔 ... 的北端,你可以在纳亚德的头顶上撒播一次种子,然后在它的下一个关口再次穿越北方。然后,你可以放大到月球的另一边(如果你有一个超高速飞行器的话),然后看到双月一次又两次从南面经过。

不清楚这两个比地球小得多、受一个大得多的行星引力影响的小卫星被锁定在这个模式中有多长时间,研究人员说。太多是未知的,最重要的是卫星轨道上的能量如何被传递到海王星的精确机制。(在地球上,我们在潮汐中看到了这种转移的影响)但目前看来,这种不寻常的共振似乎保护了卫星彼此之间的距离,使它们保持舒适,稳定的臂长。

物理学中最大的9个未解之谜定义宇宙的大量扭曲物理学:7个令人振奋的发现

最初发表在《生命科学》杂志上。

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