目前太陽系各類天體擁有的天然衛星總數超過180個,而且每年都有新衛星被發現。這些衛星有的全是巖石,有的則是冰塊與石塊組成的大冰球。它們的樣子也非常奇特,有的“長”得像《星球大戰》里的“死星”,有的星體表面經常上下移動百米之巨……下面我們一起去認識認識太陽系中五個最奇特的衛星吧。
木衛一
2004年,天文學家們研究發現,太陽系內除太陽外最熾熱的星體并不是人們以往認為的距離太陽最近和第二近的行星水星和金星,而是木星的衛星木衛一。木衛一之所以有如此之高的溫度,并不是太陽輻射的功勞,而是它內部劇烈火山活動的結果。在太陽系內,再沒有任何其他星體能與木衛一在火山數量上相媲美。
木衛一由于受到木星和其他兩顆伽利略衛星(木星共有76顆衛星,其中木衛一、二、三、四這4顆大型衛星由著名科學家伽利略發現,故它們也被稱為“伽利略衛星”)的引力的劇烈拉伸,地表上下起伏移動高達100米,同時木星和其他兩顆伽利略衛星的潮汐力使木衛一內部不斷加熱,形成表面的火山,有些火山造成的硫磺和二氧化硫流束可以攀升到500千米的高度。所以與太陽系大多數衛星的表面都有厚實的冰層包覆著不同,木衛一表面的大部分是被硫磺和二氧化硫的霜所覆蓋。
站在木衛一表面看木星是非常壯觀的,但木衛一軌道身處木星的強輻射范圍內,如果沒有防護,人類是無法登陸它的表面的。
木衛一所有活動所需的能量可能來自于它與木衛二、木衛三及木星之間的交互引潮力。這三顆衛星的共動關系固定,木衛一的公轉周期是木衛二的一半,木衛二的公轉周期又是木衛三的一半。雖然木衛一就像地球的衛星月球一般,只用固定的一面朝向其主星,但由于木衛二與木衛三的作用,使它有一點點不穩定,這種力量使木衛一扭動、彎曲,變形幅度大約有100米長,能量就在復原扭曲的循環中產生。
土衛八
土衛八是土星的第3大衛星,同時也是太陽系中第11大衛星,它由意大利天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼于1671年發現。這顆衛星有著多個不尋常的特征,如兩個半球顏色差異巨大、擁有一個環繞星體半圈的赤道脊等。
土衛八被觀察者戲稱為“長了一張‘陰陽臉”。這是因為它的暗面黑得像炭,而亮面則白如冰雪,而且兩者之間并沒有灰色的過渡地帶,對比非常強烈。其中暗面稱為卡西尼區,而亮面稱為隆塞斯瓦列斯高地。
造成亮暗兩面的原因,有科學家推測是因為鄰近的其他小衛星由于流星體的轟擊,碎屑進入土衛八軌道,這期間由于暴露于陽光之下,碎屑冰成分升華后開始變暗。而土衛八總是保持著同一面面向土星,這些碎屑通過土衛八的軌道時,就有可能被土衛八暗面吸附。這層吸附物造成了土衛八表面反照率的改變,繼而造成其表面溫度的改變。溫度的差別意味著暗區的冰更容易升華,并最終在亮區隆塞斯瓦列斯高地重新凝結,這種作用使卡西尼區進一步變暗,隆塞斯瓦列斯高地則變得更亮。
土衛八的密度較低,它可能是由大部分的冰和少量(約20%)的巖石構成。赤道脊可能是形成初期的土衛八扁球形狀星體的殘留部分,當時土衛八的自轉速度比現今快得多,最短的自轉周期可能僅17小時,而現在自轉周期要長達79天。赤道脊地形遭受過猛烈的轟擊,這證明其地質年代已經十分久遠。這種近赤道的突出地形使得土衛八的外形有點像一個核桃。
土衛八的赤道脊由多種復雜地形構成,包括獨立的山峰、長度超過200千米的懸崖和由三段距離很近的平行山脊構成的地形單元。在明亮的隆塞斯瓦列斯高地則不存在赤道脊,取而代之的則是赤道地區一系列高度達10千米的獨立山峰。
土衛七
土衛七是太陽系中最大的一顆高度不規則的天體。它的密度較低,表面猶如海綿,布滿蜂窩狀坑體,看起來又像是一個巨大的榴蓮。科學家們推測,土衛七可能是一顆更大的衛星遭到撞擊后剩余的殘骸。它的表面隕坑累累,最大隕坑的直徑約120千米、深10千米。
土衛七繞土星軌道的偏心率較大,且與土星最大的衛星土衛六軌道接近,容易受到土星與土衛六引力的共同影響,這造成它的自轉周期經常變化,因此很難預測土衛七上何時是“白天”,何時是“夜晚”。這在太陽系所有衛星中是很特殊的。
土衛一
土衛一密度較低,為1.17,可能是由大量冰和少量巖石構成。土衛一最顯著的特征是一個直徑達130千米的龐大撞擊坑——赫歇爾撞擊坑。坑的直徑接近該衛星直徑的三分之一,坑緣高達5千米,部分坑底則深達10千米,而其中心山峰則高出坑底6千米。
土衛一像一個“環保衛士”一樣,起著清理土星最寬的兩個環——A環和B環之間的空隙——卡西尼環縫中的物質的作用。卡西尼環縫內緣的顆粒公轉完兩周,土衛一正好公轉完一周。其間土衛一不斷從同一方向對卡西尼環縫內的顆粒施加拉力,迫使這些顆粒進入環縫外層的新軌道。
天衛五
天衛五主要是由碎冰、低密度硅酸鹽和有機化合物組成,其表面復雜混亂的地形表明這顆衛星上曾有強烈的地質活動。
到目前為止,只有“旅行者2號”造訪過天王星和它的衛星。1986年1月,“旅行者2號”飛越過天衛五南半球,拍攝了它唯一一張朝向太陽那一面的近距離特寫照,照片顯示,它的地質活動曾是天王星的衛星中最活躍的。
早期天衛五可能曾和天衛二有3∶1的軌道共振,之后才從那種狀態脫離。共振會使軌道離心率增加,隨著時間的變化,由天王星產生的潮汐力引起潮汐摩擦,導致衛星內部被加熱,從而引起天衛五表面的地質活動。
天衛五擁有太陽系所有衛星中最高的斷崖——維羅納斷崖,這個斷崖高度超過5千米,可能深達20千米。因為天衛五表面的重力加速度只有0.079m/s2,因此假如一個成年人從崖頂跳下,要經過12分鐘才會到達懸崖底部,只要背上一個不大的反推力火箭,他就可以穩穩當當地落在天衛五的表面了。