土星繪圖 圖片來(lái)源：Dimitar Marinov / stock.adobe.com

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心和索邦大學(xué)在天體力學(xué)和星歷計(jì)算研究所工作的兩名科學(xué)家證明，土衛(wèi)的影響可以解釋這個(gè)氣體巨星的旋轉(zhuǎn)軸的傾斜。土星當(dāng)前自轉(zhuǎn)軸的傾斜是由其衛(wèi)星的遷移造成的，尤其是由其最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六的遷移造成的。他們1月18日發(fā)表在《自然—天文學(xué)》的研究中還預(yù)測(cè)，在未來(lái)數(shù)十億年里，傾斜會(huì)進(jìn)一步加大。

最近的觀測(cè)表明，土衛(wèi)六和其他衛(wèi)星逐漸遠(yuǎn)離土星的速度比天文學(xué)家之前估計(jì)的要快得多。通過(guò)將這一增加的遷移率納入他們的計(jì)算中，研究人員得出結(jié)論，這一過(guò)程影響了土星自轉(zhuǎn)軸的傾角：隨著它的衛(wèi)星移得更遠(yuǎn)，這顆行星的傾斜度越來(lái)越大。

土星傾斜的決定性事件被認(rèn)為是最近發(fā)生的。在土星形成后的30多億年里，它的旋轉(zhuǎn)軸一直只是輕微傾斜。大約10億年前，土星衛(wèi)星的逐漸運(yùn)動(dòng)觸發(fā)了一種共振現(xiàn)象，這種現(xiàn)象一直持續(xù)到今天：土星的軸與海王星的軌道相互作用，逐漸傾斜，直到今天觀測(cè)到的傾角達(dá)到27°。

這些發(fā)現(xiàn)對(duì)以前的設(shè)想提出了質(zhì)疑。天文學(xué)家已經(jīng)就這種共振的存在達(dá)成了一致。然而，他們認(rèn)為這種現(xiàn)象早在40多億年前就已經(jīng)發(fā)生了，原因是海王星的軌道發(fā)生了變化。從那時(shí)起，人們就認(rèn)為土星的軸是穩(wěn)定的。事實(shí)上，土星的軸仍在傾斜，而我們今天看到的僅僅是這個(gè)轉(zhuǎn)變中的一個(gè)過(guò)渡階段。在接下來(lái)的幾十億年里，土星軸的傾角可能會(huì)增加一倍以上。

研究小組對(duì)木星也得出了類(lèi)似的結(jié)論，預(yù)計(jì)經(jīng)歷類(lèi)似傾斜由于遷移的四個(gè)主要的衛(wèi)星，并與天王星的軌道共振：在接下來(lái)的五十億年，木星的傾斜軸可能會(huì)增加從3°到超過(guò)30°。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-020-01284-x



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