天王星在距离太阳较远的位置公转,进行详细观测存在困难。仅通过探测器开展过一次近距离观测,因此普遍认为仍有诸多谜团有待解开。
西南研究所(SwRI)的Maryame El Moutamid等人组成的观测团队,借助“詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)”开展观测,报告称发现了新观测到的暗淡光环,以及第29颗新卫星。
这颗暂命名为“S/2025 U 1”的新卫星,推测直径为8 – 10千米,是天王星内侧卫星中最小的。S/2025 U 1的发现,表明天王星内侧比以往认知的更为混沌,可能还有更多未被发现的卫星,同时也显示出卫星与光环的界限正逐渐模糊。
此次发现尚未经过同行评审,但已在天文电报中央局(CBAT)的电子电报上刊载了发现报告,计划于2025年9月召开的国际学术会议上公布详细成果。
太阳系第七行星“天王星”,在距离太阳约29亿千米的轨道公转,从地球观测,它极为遥远。由于距离过远,1781年才确认其行星身份,即便如今,详细观测依旧不易。
例如,探测器对天王星的近距离探测仅有一次,即1986年美国国家航空航天局(NASA)的“旅行者2号”完成。而且它未被引力场捕获,只是以擦身而过的方式拍摄照片,观测数据有限。
“旅行者2号”观测后,像哈勃空间望远镜和昴星团望远镜等高性能望远镜,对天王星展开详细观测,陆续发现了“旅行者2号”遗漏的暗淡卫星。
不过,若要拍摄暗淡卫星,需较长曝光时间。此时,若天王星或大型卫星进入视野,其光线过强,会掩盖暗淡卫星的光线。
尽管存在这些困难,只要精心研究,发现新卫星并非不可能。如2024年2月,就报告发现了天王星的新卫星“S/2023 U 1”,当时这是时隔20年再次报告发现天王星的新卫星。
SwRI的Maryame El Moutamid等人的观测团队,于2025年2月2日利用“詹姆斯·韦布空间望远镜”对天王星进行观测。此次观测旨在详细研究,现有望远镜难以精细捕捉的天王星附近的光环与卫星系统。观测使用近红外相机“NIRCam”,每张照片曝光约40分钟,共拍摄10次(约6小时)。
结果确认,除已发现的13颗卫星外,还有1颗未知卫星入镜。这颗暂命名为“S/2025 U 1”的新卫星,于2025年8月19日在CBAT的电子电报刊载发现报告。关于此次发现的详细报告,预计在9月上旬召开的行星科学国际会议“EPSC – DPS”上发布。若该发现得到确认,将是通过JWST首次发现的行星卫星。
需注意,截至本文撰写时,小行星中心的电子通报和已评审论文,均未刊载S/2025 U 1的发现。NASA官方博客也提及,该发现尚未经过同行评审流程。
若S/2025 U 1确实存在,观测得出其性质如下:S/2025 U 1在距离天王星中心56250±250千米的轨道公转,介于“奥菲莉亚”与“比安卡”之间,是已知距离天王星第三近的卫星。其公转轨道近乎正圆,公转周期为9.6小时。
假设S/2025 U 1的反射率(反照率)与周边卫星相同,其直径为8 – 10千米,是天王星卫星中最小的,以往“旅行者2号”和哈勃空间望远镜等观测都未能发现如此小尺寸的卫星。
此次JWST观测,除S/2025 U 1外,还发现了此前未知的暗淡光环。S/2025 U 1的发现,使天王星五大卫星内侧的卫星总数达到14颗。主要卫星内侧有如此众多卫星聚集的行星,仅此一例。卫星和光环密度如此之高,进一步观测可能会发现更多新卫星和光环。
S/2025 U 1可能在当前公转轨道诞生。天王星高密度的卫星与光环,处于“因重力聚集形成卫星”和“受其他卫星影响无法聚集则形成光环”的微妙平衡,推测正是这种平衡决定了物质最终形成卫星还是光环。此次发现指出了卫星与光环界限的模糊性,或许会引发关于具体定义的讨论。
最后,如前文所述,新卫星“S/2025 U 1”只是暂定编号。后续若发现得到确认,将赋予“天王星第几卫星”的正式编号,并提议、确定其专有名称。此前已命名的27颗天王星卫星,均以威廉·莎士比亚戏剧或亚历山大·蒲柏诗歌《夺发记》中的人物命名。S/2025 U 1的专有名称,很可能也源于此。
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