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揭秘土星光环之谜,土星光环的组成是什么

我们都知道土星是太阳系中八大行星之一,至太阳距离(由近到远)位于第六,体积则仅次于木星。并与木星、天王星及海王星同属类木行星。那么,你知道土星光环吗?土星光环是指圆球形的星体周围有一圈很宽的“帽沿”,这就是土星光环。

土星光环之谜

据国外媒体报道,美国宇航局“卡西尼”号太空探测器传回的照片显示,流星首次撞进土星光环。流星出现时,可被科学家观测到撞击影响的星球有地球、月球和木星。如今,这些惊人照片证明,土星光环是除这些星球以外、可被科学家观测到流星撞击影响的唯一地点。

美国宇航局科学家指出,这些天体的直径不等,经测量在一厘米到几米之间。它们“连续击打”土星光环时变成碎石流,然后形成碎片云。科学家认为,这些流星体撞上土星光环,破碎成碎石流,变成更小更慢的碎片,然后进入土星周围轨道。这些流星体碎片变成云,很快被拉成明亮的斜条纹。

美国宇航局表示,研究土星系统外流星体的撞击率有助于科学家了解不同星球系统在太阳系的形成过程。太阳系充满着快速飞行的小天体,它们时常撞击行星。科学家分别在2005、2009和2012年用了数年才区分开9个流星体留下的轨迹。

卡西尼号太空探测器传回地球的结果表明,土星光环对许多种周边现象扮演着有效检测器的角色,其中包括这颗行星的内部结构和土星卫星的轨道等。例如,一个稀薄但相当宽阔的波纹以波状扩散12000英里(约合19200公里)穿越最里层光环,反映出1983年发生的一次大规模流星体撞击事件。

加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室卡西尼号探测器项目科学家琳达-斯比克表示:“虽然土星和地球是太阳系中非常不同的邻居,但这些暗示小颗粒对土星目前撞击率的最新结果近似于地球。看到这样的结果令人兴奋。土星光环扮演着巨大流星体检测器一样的角色,它比地球表面积大100倍。卡西尼号探测器长期环绕土星系统运行就是为了解答这个问题。”

在2009年夏季、正值土星昼夜平分点时,最适合观测流星体撞击所产生的碎片。当时,土星光环上非常浅的太阳角度使碎片云在漆黑光环衬托下看上去十分明亮。卡西尼号探测器“成像科学子系统”相机拍摄的照片刚好验证这一点。

研究负责人、纽约州伊萨卡市康奈尔大学卡西尼号探测器项目科学家马特-迪斯卡莱诺表示:“我们知道这些小的撞击经常出现,但不清楚撞击规模和频率。另外,我们也不一定期待着它们形成壮观的剪云。土星昼夜平分点时,太阳光照射在光环边缘上,就像是一个反隐身装置,让这些通常看不见的特征变得清晰可见。”

迪斯卡莱诺和同事认为,流星体在第一次撞到土星光环后,很可能变成更小更慢的碎片,进入环绕土星的轨道,然后形成云。形成这些云的细小颗粒拥有一个环绕土星运行的轨道速度,而且被迅速拉长,变成明亮的斜条纹。

研究负责人之一、加利福尼亚州莫菲特场美国宇航局艾姆斯研究中心专门研究行星光环与尘埃的卡西尼号探测器跨学科科学家杰夫-库兹表示:“土星光环非常明亮和干净,致使有些人认为这些光环比土星还年轻。

为了评估这个引人注目的观点,我们必须了解更多有关外部物质撞击土星光环的频率。最近的分析结果有助于科学家探测一定尺寸的撞击块,但我们以前根本不能进行直接探测。”

土星光环的组成是什么

土星环由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成。主要的土星环宽度从48公里到30.2万公里不等,以英文字母的头7个命名,距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成了土星和土星环。

土星的光环其实可分成几个不同的部分,最明亮 最宽阔的是 A 环和B 环,较暗的是 C 环.光环的各部分之间有明显的裂缝,最大裂缝的是 A 环和 B 环间的Cassini 裂缝,它是由 Giovanni Cassini 在 1657 年发现的。A 环内的 Encke 缝则是由 Johann Encke1837 年发现的,通过飞船的探测,人们还发现较宽的光环其实是由许多狭窄的小环组成的。

光环的形成原因还不十分清楚,据推测可能是由彗星、小行星与较大的土卫相撞后产生的碎片组成的。

光环可能含有大量的水份,构成它们的是直径从几厘米到几米的冰块和雪球。某些光环,如 F 环的结构在邻近的卫星引力拉扯下结构发生了细微的变化。科学家在“旅行者”号飞船发回的一张图片中发现,土星宽阔的 B 环上带有放射状的阴影,但在“旅行者”号此后拍摄的其他图片中却没有。据推测,这一现象可能因为光环在某些时候带有静电,漂浮在宇宙中的尘埃被吸附而造成的。

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