果老讀者們還有印象的話，去年7月，卡內基科學研究所宣布新發現了12顆木星的衛星[1]。至此，木星衛星數目一口氣提升到了79顆，繼續穩坐"擁有衛星最多的太陽系行星"寶座。

這個記錄自2002年以來，就沒有再被打破過，直到最近。

幾天前（2019年10月7日）卡內基研究所又宣布新發現了20顆土星衛星，將土星衛星總數推至82顆[2]。

△ 木星和土星的衛星數目隨時間的變化。（圖片來源：haibaraemily）

幾經膠著之后，土星終于再次趕超木星，成為新晉太陽系衛星之王。

△　圖片來源：卡耐基科學研究所

全地球最炫酷的追星小分隊

毫不意外，這次又雙叒叕是全地球最炫酷的追星團隊——Scott Sheppard小組發現的。

△　"臭名昭著"的（衛）星探Scott Sheppard童鞋正在被太陽系通緝（誤）。（圖片來源：卡耐基科學研究所× Lunartic [3]）

Scott Sheppard自2004年夏威夷大學天文學博士畢業之后，基本上只專注于一件事兒——搜尋外太陽系新天體。這個追星小分隊的成員除了Sheppard，還有來自加州大學洛杉磯分校的David Jewitt和來自夏威夷大學的Jan Kleyna。而他們行走江湖的利器則是世界上最大的單塊主鏡望遠鏡之一——位于夏威夷的日本國立天文臺昴星團望遠鏡（Subaru）。

△　晨光中的昂星團望遠鏡，口徑8.2米，坐落在夏威夷的毛納基山山頂。（圖片來源：Subaru Telescope[4]）

在2000-2011年間，Sheppard帶領的團隊一共發現了40多顆超級小的木星衛星，是同時期其他所有團隊加起來的四倍多…此外，他們還發現過一眾土星、天王星、海王星的衛星和其他外太陽系天體。簡而言之，這哥們就是個"追星專業戶"。

到了近些年，隨著神秘的"第九大行星"猜想的橫空出世，Sheppard童鞋卓越的追星技巧更加大放光彩。

自從2006年冥王星被踢出行星之列，太陽系很長一段時間都只剩下了8顆"正牌"行星，最遠的就是海王星了。而近幾年，天文學家們又發現，海王星之外可能還有一顆更遠的行星，這也就是傳說中的新任第九大行星（Planet X）。

Sheppard小組近些年來一直在致力于搜尋這顆傳說中的行星。只不過，包括他們在內的所有天文學家至今都還沒有找到這顆不知道是不是真的存在的新行星。

然而，Sheppard小組在這漫長的搜尋過程中著實發現了不少好東西。

比如12顆木星新衛星：

△ 12顆木星新衛星的分布。（圖片來源：卡耐基科學研究所/Molar Candanosa [1]）

軌道超級橢圓的矮行星2015TG387：

△ 2015 TG387的軌道偏心率非常大，遠日點距離太陽將會有2300個天文單位。（圖片來源：卡耐基科學研究所/Molar Candanosa、Scott Sheppard [4]）

一度成為人類發現的距離太陽最遠的太陽系天體2018 VG18：

△ 2018 VG18 和其他一些太陽系天體位置的比較圖。（圖片來源：卡耐基科學研究所）

絕對可以算得上是失之東隅、收之桑榆。

之所以要再聊聊"第九大行星"，是因為很多讀者誤以為這次的土星新衛星又雙叒叕是搜尋Planet X的副產品。所以這里必須要澄清一下：其實不是的。

和去年木星新發現的12顆衛星完全不一樣，這次的20顆土星新衛星和Planet X可沒什么關系：它們全部都是早在2004年就被Sheppard小組首次觀測到了，只是直到最近才得到正式確認而已。

△　圖片來源：卡耐基科學研究所× Lunartic [3]，作者有改編

20顆新衛星，長啥樣？

答案是：不知道。

因為這些新衛星都太小啦！

衛星和行星一樣都不發光，只能反射陽光，所以個頭越大的衛星才越容易被觀測到。

這也不難理解為什么人類發現的第一顆土星衛星是土衛六了。

1655年，荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯首次發現土衛六Titan，它是土星最大的衛星，也是太陽系中第二大衛星（僅次于木衛三Ganymede）。土衛六又多大呢？它的平均直徑約5149公里，是月球的1.5倍，比正牌行星——水星還要大。

△　月球、土衛六、地球大小對比。（圖片來源：維基百科）

此后的1671-84年間，意大利裔法國天文學家喬凡尼·卡西尼又陸續發現了4顆土星衛星：土衛八Iapetus、土衛五Rhea、土衛三Tethys和土衛四Dione，個頭也是出類拔萃的。至此，直徑1000公里以上的衛星被一網打盡。但饒是直徑有1000公里，在地球上也完全不可能看清它們表面的形貌——因為它們距離地球實在是太遠了。

△　天文學家卡西尼發現的四顆土星衛星，300多年后由卡西尼號探測器拍攝。（圖片來源：NASA）

然而，隨著觀測技術的提升和旅行者號、卡西尼號探測器的近距離探訪，不僅之前已經發現的大衛星們有了被我們一窺真容的機會，

△　旅行者號拍攝的土衛二，這顆衛星于1789年由德裔英國天文學家威廉·赫歇爾首次發現。（圖片來源：NASA）

越來越小的土星衛星們也被陸續發現。

△　卡西尼號拍攝的土衛十八和圖為三十五，前者于1990年由美國天文學家Mark R. Showalter首次發現，后者于2005年由卡西尼相機發現。（圖片來源：NASA）

但本次確認發現的20顆新衛星不僅個頭都極小（直徑約5公里），而且也無緣被已經結束任務的卡西尼號拍照，所以，我們能看到的，僅僅只能是一個個小亮點而已。

△　在幾乎不動的恒星背景之下，移動的小亮點就是本次確認的新衛星之一S/2004 S24。（圖片來源：Scott S. Sheppard [7]）

不過我們也不是一無所知。雖然目前完全無法知道這些新衛星長什么樣，但好歹還是可以知道它們是怎么飛的。

成群結隊的不規則衛星

和木星的不規則衛星相似，距離土星較遠的衛星也往往個頭很小，且有著不規則的軌道：有的公轉方向和土星的自轉方向相同（順行），有的則相反（逆行），但公轉軌道面都和土星的自轉軌道面有較大的夾角（軌道傾角）。

不規則衛星通常認為是行星系統成型之后，一些小天體飛過附近時被行星巨大的引力"拐（捕）來（獲）"的。

△　圖：不規則衛星的軌道特征。（圖片來源：haibaraemily）

不過，和木星有點不同的是：土星有著太陽系最壯觀的環系結構。由于土星環的影響，土星絕大多數不規則衛星都是位于土星環之外的。事實上，如果不考慮最外側、也最微弱的菲比環，而是以次外側的E環為界的話，這個"絕大多數"也可以去掉。

△　壯觀的土星環，最外側可見的就是E環。點開大圖，可以看到四點鐘方向有一個小亮點，那就是我們的地球。（圖片來源：NASA）

也和木星的不規則衛星相似，土星的不規則衛星也會"抱團"活動。同簇衛星有相似的軌道，自成一派，這意味著同簇衛星很可能有著相同的來處——一顆大得多的衛星/小行星被撞碎之后幸存的碎片。也就是說，它們雖然"身體"分開了，但原本的軌道還是保留了下來，成為如今認親的"指紋"之一。

本次新發現的20顆土星衛星全部都是不規則衛星，個頭小（直徑約2-4米），距離土星也非常遠，17顆逆行，3顆順行。

其中2顆順行和1顆逆行的衛星距離土星稍近一些，大約每2年多可以繞土星轉一圈，剩下17顆衛星離土星更遠，至少需要約3年時間才能繞土星一圈。

△　本次新確認發現的20顆土星的軌道參數。藍色和綠色是順行，其他都是逆行。這些衛星全部都是2004年首次觀測到，在近期得到確認的。（圖片來源：Scott S. Sheppard [8]）

按照各自的軌道特征，新發現的20顆衛星可以加入已有的3個土星衛星小團體：

△　土星不規則衛星族群。（圖片來源：卡耐基科學研究所 × Lunartic [3]，作者改編）

1）因紐特族衛星：順行軌道，公轉平面相對于土星自轉平面（土星赤道面）的夾角在40-50°之間。

△　圖片來源：卡耐基科學研究所 × Lunartic [3]，作者有改編

這一族群之前已有5個成員，本次新確認發現的2顆順行衛星傾角為46°，屬于因紐特族。

2）凱爾特族衛星：順行軌道，公轉平面相對于土星自轉平面的夾角在35-40°之間。

△　圖片來源：卡耐基科學研究所 × Lunartic [3]，作者有改編

這一族群之前已有4個成員，本次新確認發現的1顆順行衛星傾角約為36°，似乎應當屬于凱爾特族。不過這顆衛星比之前發現的其他順行衛星都要遠離土星，所以也還說不好：既有可能是一顆向外遷移了的凱爾特族衛星，也有可能完全屬于一個新的順行族群。

3）北歐族衛星：逆行軌道，公轉平面相對于土星自轉平面的夾角在136-175°之間。這也是土星的不規則衛星里數目最龐大的一個族群，而且還可以進一步細分成多個子族群。

這一族群之前已有29個成員，而本次新確認發現的17顆逆行衛星也全部屬于北歐族，可以說是愈發壯大了。

叫什么名字？由你來決定！

和去年木星新發現的衛星一樣，這次的土星新衛星也采用了面向全世界公開征名的方式來命名——當然，也不能瞎取，是有規定的。

1）2顆屬于因紐特族的新衛星必須以因紐特神話中的巨人來命名，比如之前的5顆因紐特族衛星：

△　圖片來源：卡耐基科學研究所 × Lunartic [3]

2）1顆屬于凱爾特族的新衛星必須以凱爾特神話中的巨人來命名，比如之前的4顆凱爾特族衛星：

△　圖片來源：卡耐基科學研究所 × Lunartic [3]

3）17顆屬于北歐族的新衛星必須以北歐神話中的巨人來命名（比如雷神索爾Thor？），唯一的例外是土衛九菲比——它是以希臘神話中的人物命名的。這是因為土衛九早在1899年就被發現了，那會兒還沒有這么多復雜的命名規定呢。

當然，不能有商業目的，也不能和之前已經用過的天體名重名。

在滿足這些要求的情況下，你可以盡情發揮自己的創造力和豐富的知識儲備。舉個栗子：去年木星衛星的征名結果里（要求以希臘/羅馬神話里宙斯/朱庇特的戀人或后代的名字來命名），S/2017 J4 被最終命名為Pandia——宙斯和月神賽琳娜的女兒。而背后的另一層涵義是…全世界都愛大熊貓呀

△　圖片來源：twitter

那么，大家為這些太陽系的新成員們想到啥好名字了么？

參考文獻

[1] A Dozen New Moons Of Jupiter Discovered, Including One "Oddball"

https://carnegiescience.edu/node/2367

[2] Saturn Surpasses Jupiter After The Discovery Of 20 New Moons And You Can Help Name Them!

https://carnegiescience.edu/news/saturn-surpasses-jupiter-after-discovery-20-new-moons-and-you-can-help-name-them

[3] New Moon Alert: Saturn has 20 new Moons!

https://www.youtube.com/watch?v=0dNH-odX4qE&feature=youtu.be

[4] https://subarutelescope.org/Gallery/tele_dome.html

[5] https://carnegiescience.edu/news/new-extremely-distant-solar-system-object-found-during-hunt-planet-x

[6] https://sites.google.com/carnegiescience.edu/sheppard/farout

[7] https://sites.google.com/carnegiescience.edu/sheppard/home/newsaturnmoons2019?authuser=0

[8] https://sites.google.com/carnegiescience.edu/sheppard/moons/saturnmoons

出品：科普中國

制作：haibaraemily

監制：中國科學院計算機網絡信息中心

蹤前沿進展，掌握最新動態，一手掌握一周重大科技新聞。

撰文 | 劉天霖、宋宇錚、劉嘉欣

責編 | 葉水送

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No. 1 坐過山車可助排除腎結石

迪士尼樂園可謂是地球上最神奇的地方之一，尤其是在你要費力排出腎結石時，更是覺得它的神奇。近日，美國科學家有一個有意思的發現，乘坐過山車可以幫助人們排出腎結石，他們是如何發現這個出人意料的結論呢？研究人員到奧蘭多迪士尼樂園游玩，乘坐了“雷山鐵路”20次，在此過程中，他們背著一個裝有3D打印透明腎臟的背包，其中含有一顆結石。經過追蹤這顆結石在每次乘坐過山車后的位置，研究人員得出結論：坐過山車后面和前面，各有64%和17%的幾率將結石“排出”。日前，他們將這項研究發表在《美國骨科協會雜志》（JAOA）上。研究人員正計劃前往更多的主題公園，測試各式各樣的過山車如何影響腎結石的排出。

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No. 3 谷歌發布神經機器翻譯系統

近日，谷歌在博客上宣布發布了神經機器翻譯系統（GNMT），并表示此系統使用了最先進的訓練技術，可以最大幅度提升機器翻譯的質量。GNMT系統具體是怎樣工作的呢？以中翻英為例：首先，神經網絡將中文字詞編碼成一個向量列表，而其中每個向量都代表到目前為止所有被讀到的詞的含義。一旦讀取完整個句子，解碼器就開始工作，一次生成英語句子的一個詞。為了在每一步都生成翻譯正確的詞，解碼器重點關注了英文單詞最相關編碼的中文向量的權重分布。根據維基百科和新聞網站上的雙語例子，GNMT技術能將翻譯錯誤率降低55%至58%左右。

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No. 4 3D打印骨骼未來將造福骨傷患者

當你骨折的時候，需要骨科醫生的幫助，而未來一臺3D打印機和特殊的油墨可能就是你的救星。研究者發明出3D打印的超彈性骨骼，目前，已在猴子和老鼠體內測試成功，將很快造福骨傷患者。當前粉碎骨替換的一種辦法是自體移植，即從患者自身的髖關節或肋處取一部分骨骼植入傷患處。其優勢是不會引起免疫排斥反應，并能指引干細胞再生新的骨架。但人的骨骼有限，“拆了東墻，補西墻”只會帶來更多的痛苦。另一種辦法是，利用外源材料建立支架骨，由干細胞“攀緣而上”，再生出骨組織。美國西北大學研究者所發明的這一支架骨材料是由羥基磷灰石（骨骼和牙齒重要成分）、聚己內酯和溶劑組成，集強度、韌性、靈活性與生物相容性于一體，由3D打印快速成型。用該材料結合3D打印技術的成品將不僅僅用于骨骼治療，對于整形手術甚至腫瘤移除、修復等都會有重大貢獻。From: Science Magazine

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蜜蜂也會像人類一樣具有情感，感受快樂，變得樂觀？這看起來似乎很難讓人相信，不過近日發表在《科學》上的一項研究證實了這一想法。在實驗中，研究人員訓練了24只蜜蜂進入一個封閉的盒子。在盒子內，如果它們飛入了藍色標記的管子就會得到糖水作為獎勵；飛入綠色標記的管子則沒有獎勵。訓練完成后，研究人員將管子用含糊不清的顏色進行標記，但其中一半但蜜蜂在進入盒子前便得到糖水獎勵，另一半則直接飛入盒子。研究人員發現進入盒子前獲得了獎勵的蜜蜂會花更少的時間猶豫要不要進入顏色含糊不清的管子，顯示糖水獎勵使蜜蜂對自己可能的收獲更加樂觀。

http://www.sciencemag.org/news/2016/09/don-t-worry-bees-are-happy

倫敦精子銀行的APP，圖片來CNN

No. 7 給未來的孩子挑“爸爸”

隨著時代的發展，精子捐獻與精子銀行的概念正逐漸被越來越多的人接收。近日，英國最大精子銀行-倫敦精子銀行（The London Sperm Bank）推出的一款應用，將互聯網的影響帶入到這個行業。在這款應用中，買方可以根據種族、受教育程度、膚色、眼睛顏色等等來選擇心儀男性捐獻的“精子”，他們將是未來誕生的孩子的生理父親。該項服務的價格為950英鎊，精子銀行還負責將所選擇的精子運送到人工受孕機構，有些人對這款應用表示鄙夷，認為人們不應該像給自己挑衣服一樣，在手機上來挑選精子。倫敦精子銀行則回應稱，這正是現實中買家所做的選擇，這款APP只是讓整個過程輕松了許多。

https://www.technologyreview.com/s/602505/the-uks-largest-sperm-bank-is-now-an-app/

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