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                土星的这个“草帽” 居然藏着行星形成的秘密

                2019-08-08 科技日报 唐婷
                【字体:

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                  夜幕降临时,透过〓望远镜,你会看到一你說颗特别的天体,看上去像是一顶纹饰精美的“草帽”,它先不忙療傷就是土星▲,美丽的“帽沿”便是大名鼎鼎的土星环。土星环是如何形成的?光环内物质有着怎样的精细特征?一直以来,无论是天文爱好者,还是专业的天文学家,都渴望能更多地揭开土星环的面纱。

                  对土星环进行探测,是“卡西尼”号探测器的任务之一。通过分析“卡西尼”号任务结束前传回的数据,科学家团队对土星环有了新的认识,同时也产生了一些新的疑问。相关论文日前发︻表在《科学》杂志上。

                  诞生∮是个谜 土星环是个“年轻人”

                  长久以来,围绕土星环的形成有多种假说。其中一种♀认为,土星诞生之初可能就带着光环,这意味着土星环可能有着数十亿年的历史。

                  了解土星环的⊙质量是解锁其年龄秘密的重▂要一环。此前,科学家已经弄清楚了土星环的质量与其年龄之间的关系:质量越低,环越年轻。

                  燃料耗尽▂前□ ,“卡西尼”号在土星和土星环之间进行♀了22次俯冲,以进入土星的※重力场。在那里,它可以感受到土星和环的引力。一旦科学家知道引力⌒对“卡西尼”号的影响有多大,他们就能确等我回來定土星以及环的质量。

                  通过分析“卡西尼”号传回的数心中喃喃道据,科学家对ζ 土星环的质量有了新的认知。多年来,科学家一直倾向于相信土星主环B环的质量很大,甚至大过土卫一。

                  然而,“卡西尼”号的无线电科学团队测量得到的主环B环只是土卫一质量的0.4倍。

                  “这么小的會殺了自己质量,不可能是跟土星一起形成的。”中科院国家天文台研究〓员平劲松介绍,此外,“卡西尼”号携带浪費的宇宙尘埃分析器获得的数据,同样支持土星环的年龄约在1.5亿—3亿年之间,或是更〓加年轻这一结论。

                  既然不是和土星同时形成的,那土星环是如何诞生的?科学家推测,可能是一颗彗星或是小行星撞上了土星的一颗卫星,产生的碎屑留眼中冷光爆閃在轨道上,被持续撕裂,造就了土星环。

                  如果这种假说成立,那么这颗“粉身碎骨”的天体≡有多大?平劲松介绍,据测算,它的质量和月球差不多大小。

                  土星环的年龄比此前设想的要年轻得多,是“卡西尼”号带来的惊人发现之一。平劲松认为,现有的发现改写了土星环演化起源的历史,这一形成机制可能不仅适用于土◥星环,对于其他行星环的形成来说也可能是成立的。

                  土星环的“三面像” 不同结构有独特成因

                  明亮又宽广的土星环,延伸到土星以外辽阔的宇宙空间。从远处看,它是◥一个柔和、整体∑ 的光环。但是,根据探测器近距离拍回」的照片显示,这个环并非整体,而是由许多小环组成。

                  主要的土看到這一幕星环,宽度从48公里到30.2万公里█不等。距离土星从近到远的土星环分别按被发现這一劍之上的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E环。其中,B环最宽、最亮,质量〗也最大。

                  在最≡后一次观测土星环时,“卡西尼”号发现了从块状到稻草状的各种纹理和图案。它所拍摄的星环特》写照片展示了星环内部三种截然∮不同的结构——团块结构、平滑结构和条纹结构。

                  星环内部不同的纹理和结构如何形成的?平劲松逐一进行周身不斷閃爍著綠色光芒了分析。当一个小天体撞上土星卫星后,从动力学过程分析,撞击㊣ 后的碎片会逐渐从大块往小块变化。在这∑ 个过程中,碎片逐步均匀分布的可能性Ψ 较高。土星环中比较平坦光滑的部分,可能水元波也從一旁飛了過來就是在这样一个过程中形成的。

                  碎片运动他身后那股呼嘯而來过程,会受到其他卫星的作用。并不是所有的区域都存在稳定的轨道,在一些属于共振的区域,会出现不稳定的情况。碎片停留在不稳定的区域,可能会被拽走。密度高的地方相对稳定,密度低的地方就不太稳定,这样会形成条纹状的结构。

                  还有一些重新汇聚出来消息吧的、尺寸比较大的土∑星卫星,它的轨迹和光环是在一个平面上。它对光环的對影响,就像一艘快艇冲到河︽里的效果一样。光环在被仙識還汪在這冲击的过程中,一些地方的边缘⌒就不那么均匀了,进而形成团块的整個人都急速倒飛了出去现象。

                  “这是三种比较可能的状态,当然,在土星环的形成过程中,也还有其他的因素在起作用。”平劲松说〗道。

                  天然↑的实验室 提供研究行星形成的线索

                  事实上,令科学家着迷的,不仅←仅是土星环本身。土星环内部物质相互作用的过程,与恒星周围原行星盘内的行星形〓成过程▽极为相似。

                  “因此,土星环可视作是一个天然的实验室,为科学家进一步了解行星的▽形成过程提供诸】多线索。”平劲松使用金針刺神**之后说道。

                  众所周知,恒星在由气体和∑尘埃组成的巨球(原星系盘)中心形成, 剩余的】物质渐渐凝聚为类似土星环的圆盘,行星则在这金烈个圆盘中逐渐聚集而成。

                  如今的太阳系,已经很难找到形成之初的直接线索了。但借助对土星环的研究,或许能♂部分还原当时的情形。

                  如果说,早期岩石类的行星在宇宙中碰撞聚集形成还是一个假说的话。那么,土星环里〒的小卫星,与环内大量存在∑ 的多冰颗粒发生交互作用,则提供了实实在在的例子。

                  “起初,小使者天体撞击土星卫星时,它被分解成无数个小碎块。其中一些在环内运行时,相互聚拢堆积成密度不太大恐怖、体○积略微大一点的天体,成为了土星的卫星。这和早期岩石类行星形成的过程非常相似。”平劲松说道。

                  他认为在行星形成演化的过程中,撞击和汇聚是平行的两个重要方式。碰撞让物质重新分布,汇聚醉無情让体积逐渐变大,最终形成◇目前所看到的情形。在39亿年前,甚至更早的时期,估计发生概率更高的是一边碰撞一边汇聚的情至高神有著巨大形。

                  随着研究的深入,土星环的面纱被逐步揭︾开。但关于土星环仍然还有不少待解的谜团。比如,土星环的内环和高层大气已↑经很接近了,那么它和高层大气之间存在什么样的物质行動都知道了交换作用机制?按照目前的动力学过程,土星环会存在多久?土星环里大一点的冰块是否会再次瓦解?想要∩回答这些问题,还有待进一步的科学研究。

                打印 责任编辑:侯茜
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