太阳系中有多少颗卫星?

日新月异的前沿 2025-03-15 14:36:41

太阳系的卫星比我们在天空中看到的要多得多。但我们实际上了解多少呢?还有多少等待被发现?

土星至少有 274 颗卫星——是太阳系中最多的行星。 (图片来源:dottedhippo 来自 Getty Images)

如果你在晴朗的夜晚抬头仰望,天空中最亮、最大的天体可能是月亮。除非你有一台像样的望远镜,否则它是你唯一能亲眼看到的天然卫星。因此,大多数人对月亮是什么以及这些天然卫星到底有多常见有一种扭曲的看法。

实际上,在我们的宇宙邻居中有数百颗甚至数千颗天然卫星,从不规则的城镇大小的太空岩石到巨大的圆形天体,这些天体可能大到足以被视为行星。

那么,我们究竟发现了多少颗太阳系卫星呢?事实证明,答案取决于你对月亮的定义。

据美国宇航局称,国际天文学联合会 (IAU) 正式承认 416 颗行星卫星围绕太阳系的八个世界运行。但美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)也列出了另外 507 颗“小天体卫星”——小行星和矮行星的卫星。如果我们像大多数天文学家一样计算这两种类型,这将使天然太阳系卫星的总数达到 923 颗(截至 2025 年 3 月)。

但这可能只是“冰山一角”,台湾中央研究院天文与天体物理研究所的天文学家爱德华·阿什顿 (Edward Ashton)。他补充说,仅在过去几年里,天文学家就发现了数十颗新的行星卫星和小天体卫星,技术进步可能会加快他们在未来几年发现更多卫星的速度。

什么是卫星?

“[卫星] 最简单的定义是处于围绕较大的非恒星物体的轨道上的物体,但这并不完全是完整的答案。

例如,目前有数千颗人造卫星在环绕地球的轨道上满足上述定义,但由于它们不是自然的,因此不被视为卫星。这些航天器在落回地球并在我们的大气层中燃烧之前的使用寿命也很有限。

一些天然卫星,例如准卫星和迷你卫星,也是临时的,并不真正围绕行星运行。

与地球一起暂时绕太阳运行的准月亮看起来就像在围绕我们星球的轨道上。但事实并非如此。(图片来源:Zoonar GmbH / Alamy Stock Photo)

加拿大不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的天文学家布雷特·格拉德曼(Brett Gladman):还有一个大小的问题。例如,格拉德曼说,环状粒子——构成土星和天王星等行星环的微小岩石碎片——单独围绕它们的宿主行星运行,但不被视为卫星。

格拉德曼补充说,小于几百英尺的物体,通常被称为“环状卫星”或“小月球”,也有“模糊的定义”,不被认为是真正的卫星。

即使在公认的卫星之间,仍然存在争论点。例如,行星卫星可以分为两组:普通卫星,它们通常较大,并且在靠近宿主行星赤道的地方具有小的圆形轨道;以及不规则的卫星,它们可以小得多,并且围绕其宿主行星的轨道更大、更椭圆,阿什顿说。

根据行星学会的数据,在常规卫星中,大约 20 颗也被认为是大卫星——这意味着它们足够大,可以因引力而呈现圆形。

行星卫星

从离太阳最近开始,我们家乡恒星最近的邻居水星和金星没有真正的卫星,因为它们靠近巨大的气球,而这颗气球很久以前就会从行星上撕下任何潜在的卫星。金星确实有一个已知的准卫星 Zoozve,但这不算数,因为它实际上围绕太阳运行,而不是金星。

继续前进,我们来到了地球。我们的母星只有一个主要卫星。然而,它也至少有七个准月亮,偶尔会在大约一年的时间里获得额外的迷你月亮。这些月球冒名顶替者也不算。然而,一些科学家认为我们可以将这些太空岩石作为临时基地,帮助我们成为行星际物种。

接下来是火星,它有两颗真正的卫星:火卫一和火卫二。两者都只有几英里宽,轨道非常靠近这颗红色星球。火卫一正在慢慢地向火星坠落,预计有一天会撞上地球表面——如果它不先被撕裂的话。

火星的卫星火卫一和火卫二都只有几英里宽,它们围绕这颗红色星球的轨道比月球围绕地球的轨道要近得多。(图片来源:Shutterstock)

随着我们继续研究巨行星,事情开始变得更加有趣。第一颗气态巨行星木星拥有多达 95 颗卫星,其中包括四颗主要卫星——木卫四、木卫二、木卫一和木卫三,这是太阳系中最大的卫星。但土星还有更多:至少有 274 颗土星卫星,其中包括六颗主要卫星,例如土卫六、米马斯和土卫二。

冰巨星天王星和海王星分别有 28 颗和 16 颗卫星,它们之间有 7 颗大卫星。

但仅在过去几年中,这些数字就发生了重大变化。自 2023 年初以来,包括阿什顿和格拉德曼在内的天文学家已经在土星周围发现了至少 190 颗新的不规则卫星和 12 颗新的木星卫星,以及一对海王星卫星和一颗围绕天王星的卫星。

土星主卫星土卫二的间歇泉表明,它可能具备支持外星生命所需的条件。(图片来源:NASA)

技术的进步可以解释月球发现的突然增加。阿什顿说,更强大的望远镜可以发现在巨行星周围丰富的较小卫星——尤其是不规则卫星。

因此,未来几年卫星的数量可能会继续急剧增加。例如,阿什顿透露,他已经发现了一些额外的行星卫星,但仍在等待后续观测以确认它们的存在,然后再将它们提交给 IAU。

如果我们在太阳系中发现更多的行星,行星卫星的数量也可能会增加。一个这样的世界是难以捉摸的第九行星——一个可能潜伏在太阳系遥远处的假想巨行星。如果这颗行星确实存在,研究人员已经假设它可能被多颗卫星包围。

研究人员还推测,其他被太阳引力从星际空间捕获的遥远世界,被称为流氓行星,也可能有卫星。

小体卫星

美国宇航局 (NASA) 的 500 多颗小天体卫星的数量甚至比行星卫星的数量更加不确定,因为我们一直在发现更多的小行星。阿什顿说,一些小行星也可能有多个难以区分的卫星。

IAU 还估计,在外太阳系中可能有“超过 100 颗”额外的矮行星等待被发现,所有这些行星都可能有卫星。

冥王星最大的卫星卡戎可能足够大,如果它围绕一颗真正的行星运行,那么它就被认为是一颗大卫星。(图片来源:NASA/JHUAPL/SwRI)

总共可以有多少个月亮?

太阳系中有 900 多颗已知的天然卫星。然而,正如我们所看到的,这个数字在未来可能会显着增长。

格拉德曼说,过去的研究表明,可能有数百甚至数千个微小的行星卫星可以用更强大的望远镜发现。正如我们已经看到的,究竟有多少小天体卫星存在很大的不确定性。

但这种不确定性并不能阻止研究人员大胆猜测。

“我认为太阳系中可能有大约 10,000 颗卫星,”阿什顿说。

但不知道我们需要多长时间才能找到它们。

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