行星科学家发现，冥王星的三颗小卫星以相互的轨道舞蹈锁定在一起。这一发现为美国宇航局的“新视野”号宇宙飞船提供了重要的背景信息，该飞船正在 搜寻未被发现的卫星，因为它正快速飞向7月14日对这颗矮行星的飞掠。
这一发现也是理解冥王星至少五颗奇特卫星的组成迈出的一步。“这正在告诉我们一些关于该系统如何形成的故事，”位于加利福尼亚州山景城的SETI研究所的行星科学家、6月4日出版的《自然》杂志上发表的一篇论文的主要作者马克·肖沃尔特说。“我们只是还不知道那一部分是什么。”
冥王星最大的卫星卡戎的质量高达冥王星本身的11%。它可能是在太阳系早期数十亿年前的一次宇宙碰撞中形成的。那次撞击产生的碎片可能凝聚成了更小的卫星，即斯提克斯、尼克斯、科波洛斯和许德拉。
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现在，研究人员发现，斯提克斯、尼克斯和许德拉的轨道在某个时候被引力锁定在一起。“如果你住在冥王星系统中，并且坐在尼克斯上，你会看到许德拉每绕三圈，斯提克斯就绕两圈，”肖沃尔特说。这种模式被称为三体共振，随着时间的推移保持稳定。它类似于木星的卫星木卫一、木卫二和木卫三之间所谓的拉普拉斯共振。
“如果你知道许德拉和尼克斯在哪里，你就可以确定斯提克斯在哪里，”肖沃尔特说。“这是系统中的一小部分秩序。” 斯提克斯是这三颗卫星中最小的一颗，可能是被其他卫星捕获到集体舞蹈中的。
捉迷藏
肖沃尔特与马里兰大学帕克分校的行星天文学家道格拉斯·汉密尔顿合作，通过梳理哈勃太空望远镜对卫星随时间推移的运动观测，寻找共振。研究人员还发现，科波洛斯比尼克斯或许德拉都暗得多——这表明它可能是由不同的材料制成的——并且尼克斯和许德拉在其轴线上混乱地旋转，这是除土星的卫星海佩里恩外，已知仅有的这样做的卫星。
加利福尼亚州帕萨迪纳市的喷气推进实验室的行星科学家玛丽娜·布罗佐维奇说，这项工作将帮助研究人员了解冥王星系统是如何形成的，她一直在寻找冥王星卫星之间的共振。“但就我个人而言，我不明白斯提克斯、尼克斯和许德拉之间的拉普拉斯共振将如何影响‘新视野’号的科学成果，”她说。
“新视野”号距离冥王星不到4900万公里，并且正在快速接近。它现在正在搜寻哈勃望远镜无法发现的微小、昏暗的卫星。到目前为止还没有发现任何卫星，但未被发现的卫星可能潜伏在几个地方——包括沿着已知卫星的轨道。
科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星科学家西蒙·波特说，甚至更小的卫星，质量小于斯提克斯质量的10%，也可能潜伏在斯提克斯和许德拉之间。波特一直在将冥王星的假想卫星放入轨道模型中，看看哪些卫星可能在现实生活中存在。
肖沃尔特认为，如果存在任何新的卫星，它们很可能很小，并且比目前已知的最外层卫星许德拉更远地轨道运行。“但是我现在说的关于冥王星的任何事情都可能在下周就过时了，”他说。“或者明天。”
本文经许可转载，并于2015年6月3日首次发表。