土衛六軌道之謎：科學家揭開近期擾動的真相

科學家們正深入研究土星的衛星「土衛六」（Titan），以瞭解潮汐力如何影響其軌道，並揭示其內部結構及過去變化的線索。這項研究指出，土衛六的軌道在地質時間尺度上正快速演變，暗示著在過去3.5億年內，曾有事件擾亂了它原本穩定的軌道。無論是撞擊還是其他天體事件所導致，這些發現都表明土衛六仍在逐漸趨向圓形軌道，這也讓科學家對其近期歷史充滿好奇。

西南研究院（SwRI）的科學家們正在研究土衛六在繞行土星時如何損失能量，這一過程被稱為「潮汐耗散」。這種能量損失是由土星巨大的引力所引起，並提供了關於土衛六內部結構及其軌道演變的重要線索。SwRI的博士後研究員Brynna Downey解釋道：「當我們談到潮汐時，通常會想到海洋隨著月球執行而產生的漲落現象。但這只是因為水比其他物質更容易移動。實際上，當月球經過時，岩石也會受到影響，只是不易察覺。這種微小的引力作用就是我們所說的潮汐耗散。」

Downey與加州大學聖克魯茲分校的Francis Nimmo博士合作，從土衛六的旋轉軸角度推斷出潮汐摩擦引數，並藉此揭示了土衛六的歷史。他們的研究成果發表於《科學進展》（Science Advances）期刊。由於無法像在地球月球上使用雷射測量潮汐耗散，研究人員改為分析土衛六旋轉軸的細微變化，這些變化正是潮汐力作用的證據。

Downey指出：「潮汐耗散影響衛星的軌道和旋轉演變，以及它們維持地下海洋的能力。我們現在對土衛六的潮汐強度有了估計，這告訴我們其軌道變化的速度有多快。我們發現，在地質時間尺度上，它的變化非常迅速。」

研究顯示，土衛六的軌道正逐漸趨向圓形，且按照其變化速度，應在約3.5億年內達到圓形軌道。然而，土衛六目前仍具有非圓形或偏心的軌道，這意味著在過去3.5億年內，曾有事件擾亂了它的軌道。Downey表示：「無論是撞擊還是古老衛星的消失，都可能導致軌道偏離。我們的研究並未限定事件的性質，但可以肯定的是，土衛六的軌道在近期曾受到幹擾。」

隨著未來太空任務計劃探索其他衛星，如木星的歐羅巴（Europa）和蓋尼米德（Ganymede），Downey希望這項研究方法也能應用於其他天體。土衛六的軌道之謎，不僅揭示了其內部結構的奧秘，也為太陽系的動態歷史提供了新的視角。

參考文獻：Brynna G. Downey & Francis Nimmo, Titan's spin state as a constraint on tidal dissipation, Science Advances, 5 February 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adl4741