冥王星发现新卫星:哈勃望远镜发现第五颗冥王星卫星

这颗新发现的卫星及其同类星体可能是远古撞击事件的残余物

随着人类首个探测冥王星的机器人访客接近目的地,天文学家们为了解它将在那里发现什么,已经揭示了一颗围绕这颗矮行星运行的小卫星。

这颗卫星是已知的第五颗冥王星天然卫星,并被非正式地标记为 P5。它于 7 月 7 日星期六被发现,照片由哈勃太空望远镜拍摄,这是为了识别对正在前往冥王星进行 2015 年飞掠的新视野号探测器可能存在的危险而开展的活动的一部分。环绕冥王星的尘埃环,或 shedding 未被发现的碎片的小卫星,可能会危及这项耗资 7 亿美元的任务。到目前为止,搜索尚未发现冥王星周围有任何危险的尘埃带,但已经发现了两颗新发现的卫星——去年发现的一个名为 P4 的小天体,以及现在的 P5。

P5 非常微弱——亮度只有 P4 的一半,大约是冥王星亮度的十万分之一——并且相对靠近这颗矮行星运行。这颗新发现的卫星的微弱亮度意味着它的直径只有 10 到 25 公里。“它们非常靠近,而且这是一个非常小的天体,”位于加利福尼亚州山景城 SETI 研究所的行星天文学家马克·肖沃尔特说,他领导了这项活动。“这就是哈勃望远镜能做到的。”


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P4 和 P5 加入了冥王星的大卫星卡戎,它的发现于肖沃尔特在新的哈勃图像中发现 P5 的那一天之前的整整 34 年被宣布,以及天文学家在 2005 年使用哈勃望远镜发现的小卫星尼克斯和许德拉。所有这些卫星都可能是太阳系早期一次巨大碰撞的残余物。

肖沃尔特说,对于无数冥王星卫星的一个合理的解释是,“这个系统始于数十亿年前,当某个巨大的物体撞击冥王星时——它产生了大量的碎片云,其中大部分凝结形成了卡戎。” 然而,一些抛出的物质沉淀到更远离冥王星的稳定轨道中,并聚结成更小的卫星。“本质上,我们只是看到了剩余的碎片,”肖沃尔特说。

到目前为止发现的所有卫星似乎都与质量更大的卡戎的运动有关:它们的轨道都遵循与较大卫星轨道的一定共振关系。尼克斯与卡戎的共振关系被称为 1:4 共振——卡戎每绕冥王星运行四圈,尼克斯绕冥王星运行一圈——而 P4 的共振关系为 1:5,许德拉的共振关系为 1:6。新发现的 P5 似乎也已陷入与卡戎的共振。“据我们所知,这个天体似乎非常接近 1:3 共振,”肖沃尔特说。“这些匹配并不完全精确,但它肯定告诉了我们一些事情。这些事情并非偶然发生。”

“我们认为,平均运动共振就像车辙一样,收集了卡戎吸积时代的碎片,”新视野号首席研究员、科罗拉多州博尔德市西南研究所的艾伦·斯特恩说,他也为这项新研究做出了贡献。

下一个寻找更多卫星的合理位置将是在尚未被考虑的卡戎 1:2 和 1:7 共振关系中。但是轨道越短,卫星就必须越靠近冥王星,因此,一颗与卡戎呈 1:2 共振的卫星可能很难在更大更亮的矮行星旁边被发现。

“我认为很有可能”还有更多的冥王星卫星等待被发现,斯特恩说。“每次我们观察,我们都会看到更多。我希望新视野号能看到更多哈勃望远镜看不到的东西。”

发现更多卫星的可能性是天文学家尚未为 P4(更不用说 P5)提出正式名称的部分原因。“P4 还没有名字的原因是,我们一直在追踪可能的 P5,”肖沃尔特说,并补充说,在星期六之前,还没有任何结果。“如果你有两个卫星要命名,那么它就变成了一种与命名一个卫星不同的过程。”

按照惯例,卫星的名称来自希腊神话,在这种情况下,来自与冥王星,即冥界之神相关的传说。但是神话的具体选择取决于需要多少个名字——如果 P4 和 P5 被证明是最后被发现的微小、微弱的卫星,那么一个双人物的故事就足够了。“例如,有俄耳甫斯的故事,他是唯一一个进入冥界又返回以拯救他的妻子欧律狄刻的凡人,”肖沃尔特说。“也许它们的好名字将是俄耳甫斯和欧律狄刻。”但是,如果天文学家发现另一颗绕冥王星运行的卫星,那将是另一个故事——以及另一个神话——完全不同。

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