天文学家最近宣布，他们在土星周围发现了 62 颗新卫星，另外一颗刚刚被添加到列表中。那么，他们是如何隐藏这么久的呢？

从人类开始仰望天空以来，我们的月球就一直在距离地球相对较短的轨道上凝视着我们。它是太阳系天然卫星中最明显的一颗，但它绝不是唯一的一颗。

然而，计算出有多少是一个持续的挑战。 

今年 5 月，天文学家宣布他们发现了62 颗新卫星，它们围绕太阳系气态巨行星之一土星运行。它一下子将围绕这颗遥远的巨兽（距太阳约13 亿公里）运行的已确认卫星数量增加到 145 个。它还使土星成为拥有最多轨道卫星的行星，从它的巨大邻居木星被一些人称为“月球竞赛”。几周后，又将另一项新发现添加到了列表中，土星卫星的数量继续增加。

这一发现花了两年多的时间，使用了山顶部的望远镜。但这是在天文学家观测土星及其卫星三个半世纪以上之后发生的。人类甚至向土星发射了四艘宇宙飞船，但这些卫星仍然没有被发现。

那么，如此多的土星卫星是如何隐藏在视线之外的呢？是什么让遥远的卫星如此难以寻找？还有多少人可能在黑暗的太空中等待着呢？

根据最新统计，太阳系中至少有290 个“传统”卫星。然而，仅仅观察月球并不意味着它就是正式的月球。一些新卫星以前曾被发现过，但为月球之前还需要经过一个漫长的过程。想想几年来不断的观察。

几个世纪以来的人类文明，我们的许多天体邻居都离我们太远，以至于我们无法辨别。土星的第一颗卫星是其最大的卫星——土卫六，一颗比水星还大的卫星，于 1655 年发现，又过了 16 年发现了土卫八，然后是土卫五、土卫六和土卫六。终于在1684年发现了特提斯。直到1789年，才确定了土卫一和冰冷的卫星土卫二。

土卫一是太阳系中较小的卫星之一。它是 22 个行星质量卫星中第二小的卫星，这些卫星大到足以通过自身引力绕成圆形，并且定期围绕较大的行星运行。尽管如此，它的直径为 201 公里，足以通过相对简单的光学设备从地球上观察它。

其他土星卫星逃避人类观测的时间要长得多。直到 1848 年，土豆形状的亥伯龙星才被发现，大约 50 年后，菲比星也被发现了，它绕土星运行的方向与大多数其他卫星的方向相反。

但直到太空时代和现代望远镜的到来，土星的卫星列表才开始大幅增长。航海者号和卡西尼号探测器等航天器能够通过近距离观察土星的复杂系统来进一步增加发现。

事实上，直到 1980 年，航海者 1 号探测器才在土卫一的一侧发现了一个巨大的陨石坑，这是由大约 41 亿年前的一次撞击造成的，那次撞击几乎将土卫一分成两半。这让许多人将土卫一满是麻子的外表与电影中的死星进行比较。航海者号还揭示了阿特拉斯卫星、普罗米修斯卫星和潘多拉卫星。

即便如此，自 2000 年以来，土星的绝大多数卫星都是最近才被发现的。

原因之一是天文学早期发现的卫星遵循一定的模式：它们相对较大，并且遵循可预测的轨道，天文学家称之为规则轨道。

如果你观察木星的四颗明亮卫星、伽利略卫星，它们就被称为规则卫星，所有巨型行星都有规则卫星。参与了土星周围最近的发现。它们的卫星在行星的赤道平面上运行，就像行星周围的环一样。它们被认为是在轨道上形成的，是在巨大行星周围形成的由气体和尘埃组成的扁平圆盘……就像我们的行星在绕太阳运行的轨道上形成一样。

公认的观点是，如果卫星是由它们附近的行星形成的，它们将保持紧密的距离并围绕赤道面运行——就像行星环一样。

但事实证明，有些卫星并不遵循这个规则。这些行星还拥有不规则的卫星，其轨道并不遵循围绕其主行星赤道面的可预测路径。它们的轨道更加椭圆且倾斜，距离行星更远，并且通常与行星绕太阳运行的方向不同。许多尺寸也小得多。

几十年来，地球上的月球侦探不得不使用照相底片来尝试寻找太阳系卫星的证据。它们越小，轨道越不规则，观测起来就越困难。但在 20 世纪 90 年代和 2000 年代，数码摄影突然改变了这样的人定位它们的方式。数码相机中的电荷耦合器件 (CCD) 传感器对光比照相底片或乳剂敏感得多，这意味着可以检测到更微弱的物体。

然而，新的问题又出现了。CCD 传感器很小，因此它们可以捕获的视野非常有限。巨行星非常大，它们周围可以绕行星运行的区域（而不是绕太阳运行）也相当大。当在天空中观察时，它们足够大，没有人可以用 CCD 相机捕捉它们。

1997 年，我用相机发现了天王星附近的前两颗卫星，这很困难，但它成功了，行星与地球的相对距离导致搜索视野相对有限。

然后出现了另一个突破：CCD 马赛克相机，它将许多 CCD 传感器聚集在一个网格中。这给了你更广阔的视野，因此，当这种情况发生时，发现在 90 年代末 2000 年代初出现了爆炸式增长。

2000年，使用这种新技术度过了土星月场日。2000 年用几台望远镜发现了 12 个。大画幅、多 CCD 马赛克相机出现在大口径望远镜上。突然之间，你可以在足够多的天空中寻找它们，而不是在黑暗中钓鱼。

探测卫星是一项艰苦的工作。过去，我们会拍摄一张图像，然后可能一个小时后拍摄另一张图像，然后一小时后拍摄另一张具有相同偏移的图像。这三张图像将有助于显示一个物体（也许是月球）是否正在沿着定义的方向行进。在过去，当 CCD 相机还不是很大时，我都是用眼睛来完成这一切，你拍摄三张数码照片，然后以快速的时间顺序闪烁它们，然后寻找移动的物体。但数据集非常巨大。现在，这是不可行的。我们现在有计算机软件，可以获取框架，找到所有物体，消除所有不移动的东西，然后寻找移动的东西。

剩下的卫星很小，只反射微量的光，这迫使科学家们使用新的方法。五月份的发现涉及一种称为“移位堆栈”的技术，该技术类似于相机上的多重曝光模式。如果研究人员认为他们知道月球在哪里以及它可能行进的方向，他们可以仔细检查这一系列图像，移动月球在画面中的位置，直到叠加的图像叠加起来。如果移动和堆叠成功，就会创建出微弱的月亮图像。

然而，这需要很好地了解月球在您捕捉到的空间中移动的方向。没有这个，你突然就有了更多的空间来筛选。 

不过，天文学家认为这些问题值得解决。这是因为最近的发现——那些微弱的、几乎不能反射的岩石块——为了解太阳系的过去提供了一些诱人的线索。

这些发现将指导我们了解这些卫星最初的形成原因。它们聚集在一起并具有相似轨道的原因被认为是因为曾经有一个物体经历过碰撞。然后数十亿年里，碎片继续粉碎在一起。

“碰撞级联”：一系列碰撞导致越来越小的小卫星。过去几亿年内的一次相对较新的碰撞事件可能创造了土星一些最小的不规则卫星。我们宣布的这些新发现证实了土星尺寸分布非常陡峭的观点。因此，当你观察较小的卫星时，数量增加得非常快，比木星快得多。有了木星的卫星，事物就会相互碰撞并安定下来。

进行大量研究：柯伊伯带是一个巨大的冰冷碎片聚集体，比太阳系小行星带大 20 倍。对柯伊伯带约 4,000 个天体的测绘为行星的形成以及为何如此多的小卫星散布在太阳系中提供了一些理论。为了解释这种分布，海王星一定是在离太阳更近的地方形成的，然后穿过这个圆盘，把东西散布到各处。

一场古老的灾难可能已经将这些微小的卫星旋转到了黑暗中，达到了气态巨行星的引力比现在遥远的太阳还要大的程度——即使在如此巨大的情况下，太阳仍然会产生影响。稳定轨道的边缘到底在哪里，仍有争议，我相信，其中一些新发现的卫星提前了一点，其中一个拥有我们迄今为止所见过的最大的轨道。

这些天文侦探正在追逐的卫星已经达到了当前技术所能捕获的极限——直径至少为一公里的卫星。人工智能可能会带来进一步的飞跃。我们也许能够使用机器学习人工智能技术将数据集提供给计算机并告诉它寻找卫星。我们仍在努力……这是一件具有挑战性的事情。但就在过去几年，人们开始取得真正的进展。

无论如何，这些发现并没有停止的迹象。在宣布 62 项新发现的几周内，科学家们又得到了另一个惊喜：他们又多了一颗卫星。因为我们无法正确调整轨道。但我们解决了这个问题。所以不是 62，而是 63。 这使得土星的总数达到 146。

源：BBC