《三思科学》电子杂志
第二期，2001年8月1日

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剥开香蕉的秘密
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　　四、相对论的实践与检验
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　　五、相对论的基础及推导(下)
[陶世龙]水怪不怪

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《新科学家》：22世纪环境回顾
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《自然》：科学的一致，还是政治
　　的一致？
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[逍遥]也谈科学宿命论
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三思言论集
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　　　　　　　发现一打土星月亮
　　　　　——天文学家对于土星卫星的最新认识

　　　　　　　　　　　　 柯南

　　　　　

　　大约400年前，伽利略把他自制的望远镜指向了木星。他惊奇地发
现，原来存在4个环绕木星运转的小天体——这就是后来所谓木星的伽
利略卫星。伽利略揭开了发现外行星卫星的大幕。

　　到20世纪80年代，太阳系的两个巨行星——木星和土星——已经
分别拥有了十多颗和二十多颗卫星。这些卫星可以分为规则卫星和不
规则卫星。如果一个卫星的轨道分布符合提丢斯-波得定律，同时具有
同向性、共面性和近圆性特点，我们就称它为规则卫星，否则就是不
规则卫星。

　　如果把时间向前推几年，当有人问你太阳系的哪个行星的卫星最
多的时候，你一定会毫不犹豫的回答：是土星。但是这几年天文学家
们的新发现使这个问题变得很难回答。如果你浏览一下过去几年的新
闻，就会发现，外行星卫星的数目——特别是木星和土星的——经常
被改写，这有点像跳高运动员布勃卡每次打破1cm的撑杆跳纪录。当
我写下这篇文章的时候，木星、土星、天王星和海王星已被发现的卫
星数量分别是：28、30、21和8。

　　7月12日，法国科学家Gladman和他的同事在《自然》杂志上公布
了他们新的工作成果：土星的卫星数量增加了12，其总数达到了30，
这又超过了木星的卫星数量。天文学家通过设在智利的欧洲南方天文
台(ESO)的2.2m望远镜和夏威夷的加拿大-法国夏威夷望远镜(CFHT)
等望远镜观测土星，发现了12颗卫星，其中6颗已经在去年公布，今
年公布的是其余6颗。

　　随着技术的进步，观测天文学普遍使用CCD（电荷耦合器件）作
为照相的手段，在前述的望远镜中，使用CCD可以观测到最暗为23等
星的天体。也就是说，我们可以观测到木星最小为1km的卫星。对于
土星、天王星和海王星，这个数字则分别是4、16和36km。

　　新发现的这些土星卫星就属于这种情况：它们的直径小得可怜，
大都在几千米的范围。它们的距离土星1000万到2000万千米，轨道不
太规则，属于不规则卫星。

　　下面这张图片显示了新发现的土星卫星的轨道示意图。我们可以

看到，这新发现的12颗卫星明显分为了3族，在图中以红色、绿色和蓝
色表示。与土星的内侧卫星土卫六(Titan)、土卫七（Hyperion）、
土卫八（Iapetus）相比，它们不但个头小，轨道也是乱七八糟的。
科学家们认为，这些奇怪的卫星可能不是伴随土星而形成的。它们可
能是后来被土星引力俘获的小行星，或者有彗星撞到了其他卫星上，
撞出的碎片就形成了这些卫星。这样，我们就不难理解为什么这些小
不点有类似的尺寸和轨道了。值得注意的是土卫九（Phoebe）。土卫
九是一颗逆行的卫星，同样具有奇怪的轨道。科学家们推测，土卫九
可能受到过彗星的撞击（外行星及其卫星受到彗星的撞击的几率要比
内行星大的多），撞出的碎片形成了其他小不点卫星。2004年，当卡
西尼土星探测器到达土星的时候，它将对土卫九拍照，以确定它是否
真的受到过撞击。

　　科学家们认为，一个10km直径的卫星受到彗星撞击，形成1km的
碎片，而一个100km直径的卫星受到撞击，形成的是10km的碎片。前
一个过程要相对容易的多。因此，新发现的土星卫星有可能只不过是
冰山的一角，或许我们还会发现更多类似的土星卫星。

　　天文学家们的下一个目标是木星的卫星。处于23等星极限的木星
卫星的直径是1km，也就是说，很可能会发现更多的木星“小不点”卫
星。当然，观测木星的卫星会遇到一些困难——这些卫星更加接近处
于火星和木星之间的小行星带，这就增加了混淆的可能性。不过，科
学家们认为，木星取代土星坐上太阳系拥有卫星最多行星的宝座，可
能只不过是迟早的事。

　　土星VS木星，到底谁笑到最后？让我们拭目以待。