牧羊犬卫星

牧羊犬卫星（也叫牧者卫星或守望者卫星）是一颗小的天然卫星，它可以清除行星环空隙中的物体，或将环中的粒子保持在环内。这个名字是因为它们像牧羊犬一样，限制了环中的粒子组成为一个群体。

都在土星F环附近的普罗米修士（右）和潘朵拉（左），但只有普罗米修士被认为是牧羊犬卫星。

牧羊犬卫星的运作——粒子位于卫星轨道的前方或后方，因此它们不是朝卫星方向加速并抛向外部，就是在路径上减速并向内移动。

由于它们的引力效应，它们拾取粒子并通过轨道共振使它们偏离原始轨道。这导致环系统中的间隙，如特别引人注目的卡西尼缝，以及其它特征带，或环的奇怪"扭曲"变形。

发现

在1979年初，提出存在牧羊犬卫星的理论^[1]。对天王星环的观测表明，它们非常薄，而且轮廓清晰，环之间有细窄的间隙。为了解释这种现象，彼得·戈德赖希和斯科特·特里梅因建议，当时未被发现的两颗小卫星可能限制了这些环。在当年晚些时候，航海家1号拍摄了牧羊犬卫星的第一张照片^[2]

例子

木星

木星最内侧的几颗小卫星，即梅蒂斯和阿德里亚，位于木星的环系统内，也在木星的洛希极限内^[3]。这些环可能是由木星的潮汐力从这两个天体上拉下来的物质组成的，也可能是由于其面受到撞击而促成环物质的形成。

土星

复杂的土星环系统有几颗这样的卫星，包括普罗米修士（F环）^[4]、达芙妮（Keeler Gap）^[5]、 潘（恩克环）^[6]、 Janus和伊庇墨透斯（两者都是A环）^[7]。

天王星

天王星的ε环也有牧羊犬卫星：科迪莉亚和 欧菲莉亚。它们分别在环的内侧和外侧^[8]。这两颗卫星都在天王星的同步轨道半径内，因此它们的轨道由于潮汐减速而缓慢衰减^[9]。

海王星

海王星的环非常不寻常，因为在最初基于地球的观测中，它们似乎是由不完整的弧组成，但航海家2号的影像显示它们是带有明亮团块的完整环^[10]。人们认为^[11]牧羊犬卫星加拉蒂亚和可能尚未发现的其它牧羊犬卫星的引力影响是造成这种团块的原因。

小行星

一些半人马小行星周围的环已被确认。女凯龙星的环非常明确，被怀疑是非常年轻的，或者是被一个质量与环相似的牧羊犬卫星保持在原位^[12]。凯龙也被认为有类似于女凯龙星的环^[13]。

相关条目

• 柯克伍德空隙
• 子卫星 （卫星的卫星）

参考资料

1. Goldreich, Peter; Tremaine, Scott. Towards a theory for the Uranian rings. (PDF). Nature. 1979, 277 (5692): 97–99. Bibcode:1979Natur.277...97G. S2CID 4232962. doi:10.1038/277097a0.
2. Voyager 1. [2023-01-29]. （原始内容存档于2019-04-18）.
3. Faure, Gunter; Mensing, Teresa. Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective. Springer. 2007. ISBN 978-1-4020-5233-0.
4. On the masses and motions of mini-moons: Pandora's not a. www.planetary.org. [2016-06-14]. （原始内容存档于2019-08-07）.
5. NASA - Cassini Finds New Saturn Moon That Makes Waves. www.nasa.gov. [2016-06-14]. （原始内容存档于2017-05-13） （英语）.
6. Showalter, Mark R. Visual detection of 1981S13, Saturn's eighteenth satellite, and its role in the Encke gap. Nature. 1991-06-27, 351 (6329): 709–713. Bibcode:1991Natur.351..709S. S2CID 4317496. doi:10.1038/351709a0 （英语）.
7. Moutamid, Maryame El; Nicholson, Philip D.; French, Richard G.; Tiscareno, Matthew S.; Murray, Carl D.; Evans, Michael W.; French, Colleen McGhee; Hedman, Matthew M.; Burns, Joseph A. How Janus' Orbital Swap Affects the Edge of Saturn's A Ring?. Icarus. 2015-10-01, 279: 125–140. Bibcode:2016Icar..279..125E. S2CID 51785280. arXiv:1510.00434 . doi:10.1016/j.icarus.2015.10.025.
8. Esposito, Larry W. Planetary rings. Reports on Progress in Physics. 2002-01-01, 65 (12): 1741–1783 [2023-01-29]. Bibcode:2002RPPh...65.1741E. ISSN 0034-4885. S2CID 250909885. doi:10.1088/0034-4885/65/12/201. （原始内容存档于2020-06-16） （英语）.
9. Karkoschka, Erich. Voyager's Eleventh Discovery of a Satellite of Uranus and Photometry and the First Size Measurements of Nine Satellites. Icarus. 2001-05-01, 151 (1): 69–77. Bibcode:2001Icar..151...69K. doi:10.1006/icar.2001.6597.
10. Miner, Ellis D.; Wessen, Randii R.; Cuzzi, Jeffrey N. Present knowledge of the Neptune ring system. Planetary Ring System. Springer Praxis Books. 2007. ISBN 978-0-387-34177-4. 含有内容需登入查看的页面 (link)
11. Salo, Heikki; Hanninen, Jyrki. Neptune's Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles. Science. 1998, 282 (5391): 1102–1104. Bibcode:1998Sci...282.1102S. PMID 9804544. doi:10.1126/science.282.5391.1102.
12. Braga-Ribas, F.; Sicardy, B.; Ortiz, J. L.; Snodgrass, C.; Roques, F.; Vieira-Martins, R.; Camargo, J. I. B.; Assafin, M.; Duffard, R. A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo. Nature. April 2014, 508 (7494): 72–75. Bibcode:2014Natur.508...72B. PMID 24670644. S2CID 4467484. arXiv:1409.7259 . doi:10.1038/nature13155.
13. Ortiz, J. L.; Duffard, R.; Pinilla-Alonso, N.; Alvarez-Candal, A.; Santos-Sanz, P.; Morales, N.; Fernández-Valenzuela, E.; Licandro, J.; Bagatin, A. Campo. Possible ring material around centaur (2060) Chiron. Astronomy & Astrophysics. 2015, 576: A18. Bibcode:2015A&A...576A..18O. ISSN 0004-6361. S2CID 38950384. arXiv:1501.05911 . doi:10.1051/0004-6361/201424461.

进阶读物

• Arnold Hanslmeier: Einführung in Astronomie und Astrophysik. Spektrum, Berlin/Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1846-3.