卫星|宇宙双胞胎:姐姐还是妹妹,傻傻分不清楚!

在上两个世纪 , 太阳系新天体的发现者 , 都会在天文学史上留下名字 , 成为该天体难以遗忘的标志 。 谁是真正的发现者 , 也会出现一些纷争 , 比如 , 距离木星最近的四颗卫星 , 都说是伽利略发现的 , 后来证明是中国古代两千多年前的甘德发现的 。
在太阳系卫星的发现历史上 , 有一例发现者的纷争却很特别 , 这就是土星的第十颗卫星—土卫十 。
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土卫十
这颗卫星最早是由法国的多尔菲斯在1966年发现的 , 但是人们用怀疑的态度问道:他发现的真的是土卫十吗?产生这样的问题实在不奇怪 , 因为后来人们知道 , 土卫十和土卫十一是一对姐妹卫星 , 不仅大小差不多 , 轨道周期还一样 , 它们的轨道距离土星的距离也一样 , 它们其实就是一对双胞胎 , 如果说你在街上看到了其中的一个 , 人们一定会问:你看到的是哪一个 , 是姐姐还是妹妹?多尔菲斯就无法说清他当时发现的是土卫十还是土卫十一 。
土卫十一还有两个人也有望得到土卫十发现者的称号 , 这两个天文学家在1978年的时候就认为 , 在多尔菲斯发现土卫十的地方 , 应该有两颗卫星 , 但是他们却没有办法证明 。 又过了两年 , 旅行者一号探测器来到了土星周围 , 它证实 , 这里确实有两颗卫星 , 分别是土卫十和土卫十一 , 而且它们是一对双卫星 。
对于旅行者一号来说 , 虽然它并不是专门探测土星而来 , 但它从土星周围经过 , 看得更真切更仔细 , 应该说 , 旅行者一号才是土卫十的发现者 , 因为它不仅清楚地观察到了土卫十 , 还清楚地观察到了土卫十一 , 并且还特别指出它们是一对孪生姊妹 。 多尔菲斯只看到了一个 , 他无法说得清他看到的是哪一个 , 所以他不能算是发现者 。 至于那两位预言家 , 他们并没有真正看到这对双卫星中的任何一颗 , 也不能成为发现者 。
一年只有近十七个小时
既然土卫十和土卫十一是双姐妹 , 就要分清楚谁是姐姐谁是妹妹 , 这是一个比较困难的问题 , 因为它们并不是圆形 , 不能使用直径这一简单的数据来衡量大小 。 这两颗卫星的个头都太小 , 远远没有达到直径400千米 。 只有达到直径400千米的星体 , 它自身的引力才能把足够的物质构成圆形 , 这两颗卫星外形不够规则 , 称它们为超级大石头比较合适 。
土卫十较大一些 , 如果把它的中心当作坐标原点 , 那么它的三个直径分别是196千米 ×192千米 ×50千米 ,土卫十一的三个直径分别是144千米×108千米 ×98千米 。 土卫十和土卫十一不仅大小差不多 , 还有着相同的公转周期 , 它们的公转周期是16小时41分钟 , 在这段时间内 , 它们可以围绕着土星运转一圈 。
围绕着土星运转一圈 , 也就是卫星上的一年 。 我们地球上的一年是365天 , 这对姐妹卫星上的一年比我们的一天还短得多 。 至于它们的一天是多长时间 , 这似乎没有意义 , 因为在这种并不是圆形的天体上 , 可能没有严格意义的自转 , 也就谈不上自转一周是多少时间 。
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16小时41分钟围绕土星一圈 , 一年实在是太短了 , 但是这里的人绝不会感觉到这一点 , 他们会觉得时间过得太慢了 。 这两个卫星都处于引力锁定状态 , 是一对很稳定的卫星 , 它们总是以一面面对着土星 , 就跟月球环绕地球运行的情况一样 。 站在卫星这一面上的人们 , 只要一抬头就能看到土星 , 还有土星那美丽的光环 , 而且他们看到的景观永远不变 。
但是 , 对于另一半球上的人来说 , 他们永远也看不到这幅美丽的景观 。 他们会感觉到 , 自己所在的这颗卫星没有自转 。
四年一次交换轨道
生活在这种没有自转星球上的人们也不要太沮丧 , 他们会体会另一种绝对奇妙的经历 , 那就是乘着整个星球去旅行 。 因为这两颗卫星每隔四年 , 就会交换一次轨道 , 他们所在的星球已经不在原地方了 , 几乎变成另一颗星球 。
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最右边是土卫十一
土卫十和土卫十一 , 有着相同的公转周期 , 有人说它们共用一条轨道 , 但严格来说 , 并不是这样 。 它们的轨道有一点小小的十一的轨道就倾斜得比较厉害 , 它的轨道倾角是0.34度 。 这样大小一样的两个大圆圈至少就会有一个交叉点 , 恰恰是轨道的交叉创造出来一个奇迹 , 让它们每隔四年时间 , 就会相互交换轨道 。 从下面升上来的将会取代上面的卫星 , 同时上面的卫星会降下去走轨道倾角较大的那条轨道 。 旅行者一号探测器发现 , 每隔四年 , 它们会交换一次轨道 , 然后各自没事情一样 , 继续向前飞奔 。 这真是一对不分彼此的双胞胎卫星 。
【卫星|宇宙双胞胎:姐姐还是妹妹,傻傻分不清楚!】作者:戴铭钰
图源:网络
版权归原作者所有


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