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土星自转轴正在倾斜,卫星或成“幕后黑手”

卫星土星的影响示意图。

木卫六的轨道迁移与土星的共振情况。

近日,法国国家科学研究中心(CNRS)和索邦大学天体力学与星历计算研究所的科学家在一项新研究中证明了土卫对土星自转轴的影响。这些卫星可以解释为何这颗气态巨行星的自转轴正在倾斜

同时,他们还预测,未来的数十亿年里,倾斜角度会继续加大。相关论文于当地时间1月18日发表在《自然?天文学》杂志上。

与小大卫对战巨人歌利亚的故事一样(圣经故事),研究人员发现:土星当前的自转轴倾角是由其卫星的迁移造成,尤其是它最大的卫星――土卫六。最近的观测结果表明,土卫六(和其它卫星)远离土星的速度比天文学家之前估计的要快得多。研究人员将观察到的迁移率增量纳入计算,证实了相关影响:随着木星卫星的逐渐远离,土星的自转轴倾角也会越来越大。

研究认为,造成土星倾斜的决定性事件是近期才发生的。在土星诞生的30多亿年后,它的自转轴还只是微微倾斜。大约10亿年前,土星卫星的渐进运动触发了一种共振现象,该现象持续至今――土星的自转轴与海王星轨道相互作用并逐渐倾斜,目前它的倾角已经达到了27°。

在此之前,天文学家已对这种共振的存在达成了一致看法。然而,他们认为它早在40多亿年前就已经出现,由海王星的轨道变化引起。自那时起,土星自转轴便保持稳定。这次发现对此前的设想提出了质疑。事实上,土星的自转轴还在继续倾斜,我们现在观察到的只是倾斜过程中的一个过渡阶段。在接下来的几十亿年时间里,土星的自转轴倾角很可能将翻倍。

研究小组对木星也得出了类似的结论,预计在四个主要卫星的迁移作用下,木星的自转轴也会经历类似的倾斜,并与天王星的轨道共振。在接下来的50亿年里,木星的自转轴倾角可能会从3°逐渐增加,最终超过30°。

科界原创

编译:攀汗

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《自然?天文学》

期刊编号: 2397-3366

原文链接:

https://phys.org/news/2021-01-saturn-tilt-moons.html

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