天文学家发现围绕天王星和海王星运行的新卫星

天文学家将三颗新发现的卫星添加到我们太阳系不断增长的已知天体名单中。一个国际研究人员小组发现了近二十年来首次绕天王星运行的另一颗卫星，以及两颗绕海王星运行的新卫星。这些发现由国际天文学联合会小行星中心于 2 月 23 日宣布，该科学组织负责指定我们太阳系的彗星、行星和卫星。

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参与卫星发现的卡内基科学研究所天文学家斯科特·谢泼德 (Scott S. Sheppard) 在一份声明中表示：“这三颗新发现的卫星是迄今为止使用地面望远镜在这两颗冰巨行星周围发现的最暗淡的卫星。需要特殊的图像处理才能发现如此暗淡的物体。”

天王星新月将有一个戏剧性的名字

天王星目前已知有 28 颗卫星。新卫星暂时被命名为 S/2023 U1，但最终将以莎士比亚戏剧中的角色命名。天王星的卫星包括 Puck、Titania 和 Oberon，它们都参考了《仲夏夜之梦》，而卫星 Miranda 则参考了《暴风雨》 ，这两部戏剧都是由这位英国剧作家创作的。

S/2023 U1 宽度仅为 5 英里，可能是天王星已知最小的卫星。这颗微小卫星绕行天王星一周需要 680 天。谢泼德于 2023 年 11 月 4 日首次使用智利卡内基科学拉斯坎帕纳斯天文台的麦哲伦望远镜发现了 S/2023 U1。一个月后进行了后续观察。随后，美国宇航局喷气推进实验室的玛丽娜·布罗佐维奇和鲍勃·雅各布森帮助谢泼德确定了可能的月球轨道。

海王星新卫星——一个明亮，一个暗淡

凭借这一新发现，海王星目前已知卫星数量已达 16 颗。海王星新发现的两颗卫星中，较亮的那颗暂定名为 S/2002 N5。它的直径为 14 英里，绕海王星公转周期为 9 年。较暗的那颗卫星被命名为 S/2021 N1，直径约为 8.6 英里。它每 27 年绕地球公转一次。这两颗卫星最终都将以希腊神话中的海神和仙女命名。

这两颗新的海王星卫星于 2021 年 9 月首次被观测到。谢泼德与夏威夷大学的戴维·托伦、北亚利桑那大学的查德·特鲁希略、近台大学的帕特里克·索菲亚·莱卡瓦以及斯巴鲁望远镜合作探测了这两颗卫星。他们在大约两年的时间里确认了更亮的卫星 (S/2002 N5) 的轨道，并使用麦哲伦望远镜进行了后续观测。

谢泼德说：“一旦利用 2021 年、2022 年和 2023 年的观测结果确定了 S/2002 N5 绕海王星的轨道，它就会被追溯到 2003 年在海王星附近发现的一个物体，但在被确认绕着行星运行之前就消失了。”

探测较暗的卫星（S/2021 N1）需要在欧洲南方天文台的甚大望远镜和双子座天文台的 8 米望远镜的“超原始条件”下进行一些特殊的观测时间，以确保其轨道。

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使用这些望远镜，谢泼德和同事在一系列夜晚的三到四个小时内拍摄了数十张五分钟的曝光照片。随后，这些短脉冲图像被叠加在一起，这样三颗新卫星都可以进入视野。

“由于卫星相对于背景恒星和星系的移动周期只有几分钟，因此单次长时间曝光并不适用于捕捉移动物体的深度图像，”谢泼德说。“通过将这些多次曝光叠加在一起，恒星和星系会在其后方出现轨迹，而与主行星相似的运动物体将被视为点源，从而使卫星从图像中的背景噪声中脱颖而出。”

进一步了解这些卫星是如何被捕获的，可以帮助天文学家了解太阳系早期的动荡岁月以及外缘行星的运动方式。未来对天王星和海王星的探测任务正处于初步规划阶段，更多关于它们卫星的数据将使团队能够更好地研究这些遥远的行星。