李明涛

近期国际天文学联合会小行星中心宣布在木星周围发现了12颗新的卫星，已知卫星的总数达到92颗，超过了土星的83颗，成为太阳系中已知卫星最多的行星，加冕成为太阳系的卫星之王。什么是卫星，太阳系发现了多少颗卫星，科学家是如何发现这些小卫星的，为何木星会成为卫星之王？大家好我是李明涛，今天我们一起来了解一下太阳系里的那些行星卫星。

卫星是指环绕太阳系行星做周期性轨道运动的天体。卫星分为两类，一类是人造天体，称为人造卫星，空间站、北斗导航卫星都是人造卫星。另一类是自然天体，称为天然卫星。迄今为止已经在太阳系行星周围发现了超过200颗天然卫星。其中地球有一颗天然卫星，就是我们的月球；火星有两颗卫星分别是火卫一和火卫二；木星发现了92颗卫星；土星发现了83颗卫星；天王星发现了27颗卫星，而海王星发现了14颗卫星。这些卫星的个头大小不等。太阳系最大的卫星是木卫三，体积相当于月球的3.4倍，已经发现了最小的行星卫星的个头还不到一公里。到底多大才算行星的卫星？目前天文学界还没有统一的定义。但是如果直径小于1000米，这个行星的卫星是无法拥有自己的名字的。个头越小的行星的卫星它的反光能力就越弱，也就越难以被发现。理论上还有更多小尺寸的行星的卫星，只不过我们现在还没有看到他们。这次天文学家就使用了位于智利的4米口径的光学望远镜对木星的卫星进行了搜索，随着望远镜具备更强的观测能力，很可能再过几年，木星的卫星数量就会超过100颗。

除了木星之外，土星的卫星数量也很可能会超过100颗。木星和土星谁是太阳系的卫星之王，现在还没有定论，木星只是暂时领先土星半个身位而已。这些行星的卫星是从哪里来的呢？科学上主要有三种观点：第一像木卫一到木卫四这样，个头比较大并且轨道比较靠近木星的卫星，很可能是与木星一起形成的，都来源于原初的太阳星云。对它们进行研究可以为揭示行星系统的形成演化这样重大的科学问题提供线索。此外，这类行星的卫星可能有液体海洋，也是地外生命搜寻的重要目的地，还是将来实施太阳系矿产资源开发的采矿基地。第二，像这些新发现的卫星个头大部分都比较小，只有一公里到三公里不等，距离木星也比较远，轨道环绕木星运行圈至少需要340天，最远的一颗550天才能环绕木星运行一圈。这些卫星很可能是木星引力捕获来的太阳系小天体。大家知道，木星被称为太阳系的行星之王，它的体积相当于1300个地球，比太阳系所有的行星加起来还要重，它的引力非常强大。在巧合的情况下，可以把路过的小行星或者彗星捕获到它的周围。第三，还有一些更小的行星卫星，很可能是更大的行星卫星之间的碰撞碎块。按照运行方向，木星的卫星大致分成两组，一组是顺时针运行，另外一组逆时针运行。一般来说，逆时针运行的木星的卫星更靠近木星，而顺时针运行的木星的卫星轨道的距离木星比较远。但是2018年，科学家就发现了两颗逆时针运行的卫星与顺时针运行的卫星轨道发生了交叉，这意味着很可能会发生迎头撞击。一旦这样的撞击事件发生，就可能形成大量的小尺寸碎块，这些行星的卫星到底是怎么形成的，它们的物质成分是什么，目前科学家还没有完全搞清楚，尤其是这些小尺寸的天然卫星，更是一个谜，还没有任何一个人类探测器近距离观测过这些奇特的行星卫星。不过机会就在眼前，欧洲计划在2023年4月份发射木星冰月探测器，计划将于2031年抵达木星系统，届时将有机会近距离一窥这些奇特行星卫星的花容月貌。

除此之外，我国千万4号任务计划在2030年前后发射，将对木星系统实施探测，并对木星的第四颗卫星进行详查。科学家也在考虑对这些奇特的行星卫星进行考察，也许将可以揭开这些行星卫星的神秘面纱。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：李明涛

审核：周炳红

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