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天文学家说,这是太阳系中最大的10颗非行

来源:水星 时间:2022/9/19

我们太阳系的主要卫星可能包含一些可能有自己轨道卫星的候选天体。如果这些卫星中有许多位于不同的位置,天文学家就会把它们定义为行星。根据它们的位置,太阳系中最大的7颗非行星都是卫星。在天文学上,太阳系内的天体必须达到三个标准,才能获得行星地位,这三个标准是:

引力把它们自己拉成一个球形,它们在那里获得流体静力平衡。以椭圆轨道绕太阳公转。它们的轨道上没有任何大质量物体。

太阳的八大行星,按大小比例排列,而不按轨道距离排列。请注意,只有这8个天体符合国际天文学联合会提出的所有3个行星标准。在我们的太阳系中,只有8个星球符合这些标准。四颗岩石行星(水星、金星、地球、火星)和四颗气体巨行星(木星、土星、天王星、海王星)是这些定义下唯一可以被称为行星的行星。其它任何东西,无论大小,都不能满足后两个标准中的一个。

国际天文学联合会判断一个物体是否是行星的标准只适用于太阳系的行星,不适用于其它行星。然而,通过观察遥远世界的质量、轨道参数和太阳系的年龄,可以为99%以上的世界重现国际天文学联合会的定义。一个简单的质量-距离关系也可以将这个定义扩展到其他太阳系,这个关系可以将国际天文学联合会目前的定义转化为一个通用的定义,为太阳系外的行星系统定义“行星”。

虽然还没有被普遍接受,但是这种清晰的关系表明国际天文学联合会的定义并不是简单任意的,而是有一个底层物理机制。

太阳系中各种天体的密度。注意天体与太阳间的距离和其密度的关系,木星的卫星,从木卫一到木卫四,密度变化如此之大。然而,一个行星并不是一切,许多非行星都有其自身的魅力。以下是人类所拥有的最大的10个非行星以及它们的有趣之处。

这张木卫三的自然彩色图像来自伽利略飞船。它有约40°度的水冰、氢和氧原子和一个稀薄的大气层。一个地下海洋所含的水可能比地球上所有的水加起来还要多。1)木卫三:木星最大的卫星是太阳系中最大的非行星。它的直径为公里,比水星大8%,质量还不到太阳系最内层行星的一半,它主要由冰和硅酸盐矿物构成。其质量仅为水星的45%,密度类似于小行星,而不是类地行星。

它有一个铁核,可以产生它自己的磁场,这个磁场在离地表非常近的地方甚至超过了它附近的母行星木星的巨大磁场。观察表明,它的地表下有一个地下海洋,其含水量可能比地球拥有的水还多。它的大气层几乎不存在,因为该大气层比地球的大气层薄亿倍,几乎完全由蒸发的冰产生的氧和氢化合物构成。

在这张土卫六的照片中,甲烷和大气呈现出近乎透明的蓝色,云层下的地表特征也得以展现。这个视图是由紫外线、可见光和红外光合成的。2)土卫六:土卫六的体积也超过了水星,但与几乎没有空气的木卫三没有什么共同之处。土卫六的大气层是太阳系中最丰富的,其表面的大气压力甚至大于地球。它在两极形成季节性的云层和天气模式,上方是主宰其大气的甲烷。

表面压力允许液体存在,尤其是甲烷。惠更斯号着陆器在土卫六表面发现了甲烷湖甚至瀑布,而卡西尼号的红外成象仪则能够通过云层绘制土卫六表面的地图。在人们所知道的所有卫星中,它是最像太阳系其他岩石行星的一个。

在这张由美国宇航局伽利略号飞船拍摄的卡利索托卫星的照片中,深色表面上明亮的疤痕证明了对木星卫星卡利索托的长期影响。3)木卫四:这是太阳系中最古老、坑洞最严重的卫星,水星大小的木卫四是太阳系中最大的卫星,它几乎不具备“地层分化”特征。木卫四是围绕木星运行的四颗伽利略卫星中最远的一颗,在如此遥远的距离上,它接收到的潮汐加热非常少,而且与木卫一、木卫二和木卫三的共振轨道并不相同。它的密度和表面重力是伽利略卫星中最低的。

尽管它被潮汐锁在木星上,总是面对着它的木星母星,但它的表面似乎非常古老。它是太阳系已知的陨石坑最多的星球,拥有最古老的表面。在人们所知的所有大型卫星中,木卫四的核心、地幔和地壳的构成差异最小,这可能是由于它在距木星如此之远的地方,潮汐加热如此之少,缓慢地吸积而形成的。

木星最里面的伽利略卫星,木卫一,是由硫磺、冰和火山活动形成的五彩缤纷的卫星。它没有环形山,这表明它几乎不断地重新浮出水面,这使它成为太阳系中已知物体中最年轻的表面。4)木卫一:木星的火山世界不断被潮汐撕裂,通过熔岩内部重新浮出水面。从很多方面来说,木卫一都是木卫四的对立面,它展示了一个巨大的卫星是怎样的,它的轨道离气态巨星太近,会产生大量的潮汐加热。木卫一显示:

总共有多座活火山,因此它是世界上地质活动最活跃的火山。硫磺和二氧化硫的羽状物在其表面上升了公里。有多座山,由于木卫一内部发生的事件,其中许多山比地球上的珠穆朗玛峰还高。木卫一几乎没有环形山,因为它不断地重新浮出水面,因此在任何时候都可以看到许多熔岩区域。木卫一是整个太阳系中最缺乏水的星球,主要由硅酸盐岩石和富含金属的内核组成。

月球表面的月海在近地可见。月球很可能是在其他行星形成数千万年后,在一次巨大的撞击中形成的,这使得月球成为目前已知的唯一一颗大型类地行星卫星。5)月球:这个名单上唯一一颗岩石星球的卫星,很可能是太阳系中最年轻的大型天体。根据人们最好的理论,月球是在其他行星和它们的卫星形成大约0万年后,由一场古老的巨大撞击形成的,这些碎片合并成人们今天所知道的地球的卫星。

和名单上的其他卫星一样,月球潮汐般地锁定在它的母行星上,总是朝向地球。它有自己的内部热源,主要来自放射性元素的衰变。月球的组成与地球岩石的组成非常相似,这使得它在太阳系所有大型非行星天体中独一无二。

木卫二是太阳系最大的卫星之一,环绕木星运行。在它冰冻的表面下,液态水受到木星潮汐力的加热。6)木卫二:木卫二是木星的四颗大卫星中最小、最适宜居住的一颗,表面覆盖着水冰和液态海洋。与木卫三类似,木卫二的大气层非常稀薄,主要由氧气构成,这是由于其表面挥发性冰的升华。然而,与名单上其他卫星不同的是,尽管木卫二表面有条纹,但它冰冷的表面和巨大的体积使它成为太阳系中最光滑的物体。

人们认为,由木星引力引起的潮汐弯曲所产生的热量会使地下海洋保持液态,从而推动冰层以类似板块构造的方式移动。随着表面化学物质被积极地输送到下面的地下海洋,再加上下面的水热加热,木卫二的海洋可能蕴藏着外星生命。年,人们首次探测到类似于土星恩克拉多斯的低温火山羽流。

海卫一的全球彩色图像,由旅行者2号在年飞越海王星系统时拍摄。通过橙色、紫色、紫外滤光片合成高分辨率的彩色图像,这些图像显示为红色、绿色和蓝色图像,结合起来成了这个颜色的版本,北极偏红的颜色被认为是紫外线与甲烷反应的结果。7)海卫一:海王星最大的卫星曾经是太阳系最大的柯伊伯带天体,但很久以前就被引力捕获了。海王星的环和卫星的平均轨道距离只有,公里,它们在海王星周围都是找不到的,除非能到达比海王星大15倍的距离。

以逆时针轨道运行的海卫一是唯一一颗表现出这种特征的大型卫星,进一步证明了它被捕获的特性。这是一个活跃的世界,随着时间的推移,它会随着间歇泉的喷发而重新浮出水面。间歇泉是一种薄薄的、类似岩心的大气,覆盖着氮、水和二氧化碳冰的混合物。它的烟雾喷发的低温火山指向一个地下海洋和正在进行的活动。

海卫一占海王星轨道质量的99.5%,是所有拥有一颗以上自然卫星的行星-月球系统中比例最大的卫星。

冥王星和冥卫一的图像。冥王星是太阳系第八大非行星,冥卫一排在第17位。8)冥王星:最后,介绍一下前行星,也是名单上的第一个非卫星。到目前为止,冥王星比海卫一还要小,质量也要小得多,直径还不到水星的一半。它是柯伊伯带第一个近距离成像的天体。它的大型自然卫星“冥卫一”可能是由一次巨大的撞击形成的。

冥卫一的体积如此之大,它使得冥王星系统成为一个双星系统,其质量重心位于冥王星自身之外。它的地质历史也指出了一个活跃的世界,巨大的冰山、雪、山谷和平原显示了一个在运动的冻结世界。和这个名单上的许多行星一样,冥王星表面下可能有一片液态海洋,这引发了更多关于生物化学和有机物的问题。

即使使用最强大的望远镜,厄里斯也几乎无法成像,因为它与太阳的极端距离,即使它体积很大,也无法用目前的技术来解决。人类所知道的一切都来自于非常聪明的测量技术,以及一点意外的发现。9)厄里斯:厄里斯几乎和冥王星一样大,但其质量更大,厄里斯目前的位置,靠近其轨道的远日点,位置大约是太阳与冥王星距离的三倍。直到上个月,除了一些长周期彗星外,厄里斯一直是太阳系中已知的最远的天体。厄里斯在年对一颗恒星的掩星使人类能够测量到它的大小为千米,它只比冥王星千米的直径小2%。

由于它的巨大距离,除了质量、大小和轨道周期外,人们对它知之甚少。它至少有一颗天然卫星:阋卫一,颜色比海卫一或冥王星都要白,含有表面冰和稀薄大气层,它绕太阳运行一周需要年。如果人们在年向厄里斯发射一次飞越任务,木星的重力辅助能让宇宙飞船在仅仅24.7年内到达那里。

这张天卫三的高分辨率彩色合成照片是由旅行者2号年1月24日拍摄的,当时飞船正接近天王星。旅行者号的窄角照相机通过紫色和清晰的滤镜拍摄到了天王星的大卫星之一天卫三的这张照片,当时宇宙飞船大约在50万公里之外。10)天卫三:只有一直到太阳系第十大行星,我们才能最终到达天王星的卫星之一:天卫三,它的直径小于厄里斯,不到公里,由大约等量的冰和岩石组成。在这个世界的地核-地幔边界可能存在着一层薄薄的液态水,并显示出适度的坑洞,这些坑洞表示其历史上发生了相对较早的使地表重新出现的事件,而大多数影响附近其他卫星的撞击都已经发生。

天卫三表面既有水冰,也有二氧化碳冰,这可能表示存在一个非常稀薄的二氧化碳大气。然而,恒星的掩星现象根本无法揭示任何大气,如果有一个的话,可能需要大约十万亿个这样的粒子才能与地球表面的压强相等。它只被近距离研究过一次,年旅行者2号对它进行了研究。

当我们把太阳系中所有的卫星、小行星和矮行星排序时,就会发现许多最大的非行星物体都是卫星,只有少数是柯伊伯带天体。直到塞德娜或谷神星出现,我们才发现这个世界并不属于这两类。排名第二的是土星和天王星的其他卫星,紧随其后的是柯伊伯带的其他矮行星和冥王星的巨型卫星冥卫一。如果在大约个天文单位之外有一个大天体,它可能会彻底推翻这个列表上的所有东西,甚至可能被归为行星本身。

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