土星环形成之谜 土星环 陈奕迅

美国宇航局的卡西尼号飞船拍摄的土星环图片。

土星环形成之谜 土星环 陈奕迅

如果说土星看起来像一顶“空中草帽”,那么它最好看的部分就是帽沿儿——土星环。行星有环并不稀有,在太阳系里,海王星、天王星、木星都有环,然而它们的环都没有土星环这般明亮、宏伟并且如此神奇。

最早观测土星环的科学家伽利略。

早在1610年,伽利略是第一位使用望远镜看见土星环的人,但是他未能辨认出是环,认为它是土星的“耳朵”。他在写给托斯卡纳大公的信上说到:“土星不是单一的个体,它由三个部分组成,这些部分几乎都互相接触着,彼此间没有相对的运动,它们的连线是与黄道平行的,中央的部分(土星本体)大约是两侧的三倍大。”1612年,土星环以侧面朝向地球,因此看起来似乎消失不见了,他因此感到困惑不解,“是土星吞掉了它的孩子?”(希腊神话中,神为了防止他们的子孙造反夺权,会吃掉自己的孩子)然而1613年他又看见了环,这使他更加困惑。

直到1655年克里斯蒂安·惠更斯使用了比伽利略更先进的望远镜,才观测到完整的土星环。但土星有环的说法直到1665年才被天文学家接受。

土星环由大小不等的碎块颗粒组成,大小相差悬殊。

2007年初,美国“卡西尼”号土星探测器运行到一个可以俯视整个土星环的轨道平面上,发回的照片展示了土星环整个环系的全貌。它环环相连,仿佛一圈圈色彩亮丽的跑道环绕着巨大的土星,更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成,大小相差悬殊,大的可达几十米,小的不过几厘米或者更小。它们外包一层冰壳,由于太阳光的照射,形成了动人的明亮光环。

这条光环究竟是如何形成的?这长期以来是天文学家努力研究的热点问题。2010年12月《自然》杂志发表文章说,几百万年前,一颗卫星在土星引力作用下与包围土星的大气相撞。随后,土星吸住“死星”外围冰块,最终形成了美丽的光环。

土星环从内向外可以分成D、C、B、A等七个同心圆环。

此前,人们认为,土星光环是它的卫星彼此相撞或者是外来星云与土星相撞的结果,不过近年来天文学家发现,土星光环主要由冰构成(95%)。因此,它很可能是一颗“冰壳卫星”与土星外围物质相撞后的结果。

(撰文、供图/刘威图片来源/NASA)

节选自《DEEP中国科学探险》2013年第5期

更多详细内容请见《DEEP中国科学探险》2013年第5

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