發信人: EPS.bbs@crux.chem.nsysu.edu.tw (觀測如作戰), 看板: astronomy
標  題: Re: 請問...
發信站: 中山南十字BBS站 (Tue Jan 28 07:58:34 2003)
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【 在 TomParis.bbs@bbs.ccu.edu.tw (星艦航海家號舵手) 的大作中提到: 】
: 常常聽到其他行星發現新衛星的消息
: 請問...
: 這對我們有什麼影響嗎????

天文學上的發現,99%對我們都沒有立即的影響. 不論是發現遙遠的星系,
銀河中心的超大型黑洞,還是發現木星的衛星上有火山,發現太陽50億年
後要爆炸....對我們都沒有影響,至少沒有立即的影響. 日子一樣要過,
電視照看牌照打,等著被裁員的人還是在等被裁員.

所以,他問有什麼影響,最好的答案是沒影響. 這是實話. 如果他滿足於這
個答案,很好. 如果他不滿足,那表示他問題沒問對(或是你沒問對).

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以下,看得懂的就看吧.

如果問題是,發現新衛星的科學意義是什麼? 我的看法是,以去年在木星四
週發現的十多顆新衛星為例,這十多顆衛星的存在對我們關於太陽系與行
星系統的形成理論,是個很重要的證據片斷. 任何理論要解釋太陽系的形
成與行星的形成,要也能解釋這些新發現的衛星才行.

此話怎講?

傳統關於行星與衛星形成系統的看法是,其形成過程就像微形太陽系一樣,
(大形)行星透過吸積盤形成,盤上較大的小行星會分別形成衛星. 這樣的
看法並未遭到大挑戰,因為過去我們看到的木星衛星,其軌道面都一致,約
略平行於黃道面,其公轉方向與木星的公轉與自轉方向也一致,這都可以
被前述的理論與角動量守恆來解釋.

新發現的十幾顆衛星,其中有一群軌道半徑相當大,最不尋常的是,在這一群
中,有約一半繞木星的公轉方向與其他衛星相反. 也就是,這一群的公轉方
向基本上是隨機的,一半正向,一半反向. 這與前述的微太陽系理論背道而
馳,不符合角動量守恆.

各位腦筋動得快的話,馬上會說這不是大問題. 沒有人規定所有的衛星都
要像微太陽系理論那樣,與木星一起在微吸積盤上生成. 木星的引力很大,
這些小衛星可以是在其它地方生成的,日後一不小心闖入木星的軌道,被木
星強大的引力補捉成衛星.

這並非說不通,補捉論也是很多人在談,而且最重要的,透過補捉形成的衛星,
其公轉方向甚至公轉軌道面不一定要與原有的衛星一致. 補捉是個很隨機的
過程,視衛星掉入木星引力範圍時的入射角不同,此衛星最後的公轉軌到有一
半的機會會是正向的,一半是逆向. 這與觀測符合.

從這個角度來看,補捉論確實可以解釋這些新發現的衛星. 但,問題並不僅
於此,補捉並不是件容易的事,不是說想補捉就補捉的. 尤其是這些新發現
的衛星,其軌道都不是狹長橢圓形,跟其他衛星一樣,軌道偏心率都不大.

在古典的雙體問題上,除非兩個質點一開始就以圓形軌道互繞,不然,你將它
們分得很遠然後放開,讓它們靠引力彼此接近,在力學能守恆的條件下,它們
是不可能以圓形軌道互繞的. 看彗星與太陽的例子就知道了,彗星不是一頭
撞上太陽死翹翹,就是最後又回到極遙遠的太陽系外圍,不是一去不返,就是
以狹長橢圓軌道繞太陽. 太陽引力那麼強,但你看過有彗星被太陽"補捉"然
後以近圓形軌道繞太陽的嗎? 沒有.

所以,木星要補捉這些衛星並使它們以圓形軌道繞木星,基本上是很難的,至
少,光靠木星自己辦不到.

好了,再下去的故事我就不說了. 至少到此,各位應已能看出,這些新發現
的衛星帶給既有的理論什麼樣的挑戰. 當然,有挑戰就有回應,是有幾種說
法企圖進一步解釋為何這樣的補捉可以發生,但再說下去就真的沒完沒了.

各位有興趣的話,進研究所自己去專研. 自己找答案,比聽別人講故事刺激
多了.

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