
这是2007年1月8日“新视野”号(曾译“新地平线”号)探测器在距木星约8100万公里处拍摄的木星照片。
据《新科学家》报道,环绕木星旋转的四颗巨大的伽利略卫星是木星所有卫星中最后的幸存者,而事实上,至少有五代卫星曾经环绕这个巨大的气体星球运行。
来自科罗拉多州博尔德市西南研究所的Robin Canup说:“所有其他的卫星——可能有20颗或者更多——已经在太阳系形成的早期变成了木星的美餐。”
这四颗伽利略卫星曾经在科学史上扮演了重要的角色——他们是伽利略在400年前发现的,毫无疑问的证明了并不是所有的天体都是环绕着地球在运动。但是一直到现在为止,没有人怀疑木星曾有过更多的卫星。
Canup说,天文学家通过模拟木星和它的卫星形成的过程,早就意识到了其中深藏奥妙。这个模型显示,来自卫星形成过程中的碎片,围绕在木星周围,质量达到木星的几十个百分点。但是事实上,只需要百分之二的木星质量,就足以形成我们今天所能看到的卫星了。
现在,Canup和她的同事William Ward相信他们已经知道了原因。如果还有其他卫星形成,而且他们的残骸依然存在,那么额外质量的来源就得到了解释。“因此,一个关键的步骤,就是不断成长的卫星和来自太阳系的依然漂浮着的碎片之间的相互作用”,Canup说。这种相互作用让早期的卫星螺旋运行靠近木星,并且最终被木星“吃掉”。
Canup说,这就能解释早期模拟中出现的矛盾:当一批卫星被吞噬掉之后,新的一批卫星立刻开始形成。“可能曾经出现了五代卫星,”她说。“当前的伽利略卫星形成时,来自动荡的太阳系的物质正流入木星周围的碎片中,于是这四颗卫星逃脱了他们前辈们的不幸的命运。
据Canup和Ward研究,每一批卫星的总质量都是一样,但是卫星的数量可能不一样。“我们认为在土星周围也曾经发生过类似的事情,它的最后一代卫星只有一颗巨大的卫星——泰坦星,”Canup说。
这暗示了太阳系就像一个整体。表面多岩石的行星,可能用了上千万年的时间来一大块一大块的聚集物质。在太阳系周围的碎片残骸被太阳风吹开以后很久,这个聚集物质的过程才开始进行,所以这些行星螺旋靠近太阳没有危险。
相反的,巨大的气态行星,例如土星和木星,能够通过气体收缩很快的凝结太阳系的碎片和残骸。这意味着这些气态行星有时间和残骸相互作用。剑桥大学的John Papaloizou说,毫无疑问,在当前太阳系形成稳定的构造之前,太阳可能已经吞噬掉了大量的气态行星。