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驚人發現!天王星衛星「暗面」竟完全顛倒 科學家直呼不可思議

最新天文研究帶來令人震驚的發現!哈伯太空望遠鏡的觀測結果顯示,天王星五大主要衛星的「暗面」位置竟與科學家原本預期的完全相反,這個意外發現徹底推翻了現行理論。

天王星目前已知有28顆衛星,其中5顆主要衛星均以莎士比亞戲劇角色命名,依距離由近至遠分別是米蘭達、艾瑞爾、烏姆柏里厄爾、泰坦尼亞和歐伯隆。這些直徑介於472到1578公里的冰封天體,都被天王星的潮汐力鎖定,永遠以同一面朝向行星,就像月球總是固定一面朝向地球一樣。

在這種潮汐鎖定狀態下,衛星會形成「前導半球」(面向軌道前進方向)和「後隨半球」(背向軌道前進方向)。科學家原本預期,在紫外線和紅外線等非可見光波段觀測時,前導半球應該會比後隨半球更亮。這是因為來自天王星磁層的電子應該會被衛星捕獲,並自然堆積在後隨半球,使該區域散射更多輻射而顯得較暗——就像太陽系中其他衛星一樣。

然而研究團隊使用哈伯太空望遠鏡對四顆主要衛星(艾瑞爾、烏姆柏里厄爾、泰坦尼亞和歐伯隆)進行紫外線亮度測量時,卻發現驚人事實:沒有任何一顆衛星的前導半球比後隨半球更亮;更驚人的是,泰坦尼亞和歐伯隆的後隨半球反而比前導半球更亮,完全顛覆現行理論!

這項發現已於6月10日在阿拉斯加安克拉治舉行的第246屆美國天文學會會議上發表,目前尚未通過同儕審查。研究團隊成員、馬里蘭州約翰霍普金斯大學行星科學家理查德·卡特萊特表示:「天王星向來是個古怪的行星,我們一直不確定它的磁場與衛星之間究竟如何相互作用。」

造成這種混亂的主要原因在於天王星極度傾斜的自轉軸——相對於公轉軌道平面傾斜達98度,讓它看起來像是「滾動」而非「旋轉」。更複雜的是,衛星們仍沿著天王星赤道面運行,這意味著它們以59度角穿過磁層。此外,40年前航海家2號探測器近距離測量時記錄到的磁場異常,也暗示目前科學家對天王星磁層大小和強度的認知可能完全錯誤。

研究人員指出,泰坦尼亞和歐伯隆後隨半球的異常亮度,可能暗示著一種被稱為「塵埃屏蔽」的未知現象。數百萬年來,隕石撞擊天王星衛星產生的微塵粒子,可能像「高速公路上的昆蟲撞擊汽車擋風玻璃」般持續撞擊衛星前導半球。

共同研究者、負責哈伯科學運作的馬里蘭州太空望遠鏡科學研究所科學家布萊恩·霍勒表示:「這是我們首次觀察到天王星衛星系統中的物質交換現象。」不過他也補充,類似的物質交換在木星和土星的衛星系統中已被觀測到。

這並非天王星主要衛星帶給科學家的唯一驚喜。近期研究還暗示,這四顆主要衛星可能都存在(或曾經存在)地下海洋,類似木衛二歐羅巴、木衛三蓋尼米德和土衛二恩克拉多斯的情況。

研究人員期待,擁有尖端紅外線儀器的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能幫助解開天王星衛星的未解之謎。這台革命性的望遠鏡已成功揭開許多關於天王星本身的秘密,未來或許能為這些神秘冰衛星帶來更多驚人發現。