12: 戒指、月亮和冥王星
- Page ID
- 203273
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
“我们的想象力总是无法预见我们在大自然中发现的美丽。” — 地质学家劳伦斯·索德布鲁姆在讨论 1989 年 Voyager 与海王星卫星的相遇
所有四颗巨型行星都伴随着围绕它们运行的卫星，就像微型太阳系中的行星一样。 已知外太阳系中有将近200颗卫星，太多了，无法单独命名或详细讨论。 天文学家预计，将来还会有更多的小卫星被发现。 我们还在每颗木星行星周围发现了各种各样迷人的环。
在 Voyager 任务之前，即使是最大的外行星卫星也只是我们望远镜中的光点。 然后，在不到十年的时间里，我们有了特写镜头，这些卫星对我们来说变成了个性化的世界，每颗卫星都有独特的特征和特点。 伽利略任务极大地增加了我们对木星卫星的了解，而卡西尼号任务也为土星系统做了同样的事情。 2015年，美国宇航局的 “新视野” 号航天器通过飞越冥王星及其卫星，完成了对太阳系中 “经典” 行星的初步探索。 我们在此包括冥王星是因为它在某些方面类似于外太阳系中一些较大的卫星。 每一次新的航天器任务都揭示了许多惊喜，因为外太阳系中的物体比科学家预期的要多样化和地质活跃得多。
- 12.1：引入了环形和月球系统
- 四颗木星行星伴随着令人印象深刻的卫星和环系统。 在外太阳系中发现了将近200颗卫星。 在四个环系中，土星是最大的，主要由水冰组成；相比之下，天王星和海王星有狭窄的暗物质环，而木星的尘埃环很脆弱。
- 12.2: 木星的盖琳卫星
- 木星最大的卫星是木卫三和卡利斯托，它们都是由一半以上的水冰组成的低密度天体。 卡利斯托有古老的火山口表面，而木卫三则显示了广泛的构造和火山活动的证据，这种活动一直持续到大概十亿年前。 Io 和 Europa 更密集更小，每个都差不多相当于我们的月球的大小。 艾奥是太阳系中火山活性最高的天体。
- 12.3：泰坦和海卫星
- 土星的卫星泰坦的大气层比地球的大气层还要厚。 有液态碳氢化合物的湖泊和河流，有证据表明蒸发、冷凝和返回地表的循环与地球上的水循环类似（但含有液态甲烷和乙烷）。 卡西尼-惠更斯着陆器降落在泰坦上，展示了一个由水冰制成的巨石的场景，它们比岩石更坚硬地冻结。 海王星的冷月 Triton 的大气层非常薄，还有氮气间歇泉。
- 12.4: 冥王星和 Charon
- “新视野” 号航天器揭示了冥王星和夏隆是外太阳系中最迷人的两个天体。 冥王星很小（一颗矮行星），但也出人意料地活跃，其形成鲜明对比的区域包括暗火山口地形、浅色的氮冰盆地和可能漂浮在氮冰中的冰冻水山。 即使是冥王星最大的卫星 Charon 也显示出地质活动的证据。 事实证明，冥王星和查龙都更具活力。
- 12.5: 行星环
- 环由大量的单个粒子组成，这些粒子在离行星太近的地方运行，以至于它的引力可能会将较大的碎片分开或阻止小碎片聚集在一起。 除了少量间隙外，土星环很宽、平坦，几乎是连续的。 这些颗粒主要是水冰，典型尺寸为几厘米。 如今，土卫二正在喷发水间歇泉，以维持由非常小的冰晶组成的脆弱的 E 环。
缩略图：这个蒙太奇由伽利略和旅行者的单独图像组合而成，展示了木星（带有巨大的红点）及其四颗大卫星的 “全家福”。 从上到下，我们可以看到 Io、Europa、Ganymede 和 Callisto。 图像处理会夸大颜色以强调对比度。 （来源：美国宇航局对作品的修改）。