土星的这个“草帽” 居然藏着行星形成的秘密

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  夜幕降临时,透过望远镜,我能 就看一颗有点的天体,看上去像是一顶纹饰精美的“草帽”,它之前 土星,美丽的“帽沿”便是大名鼎鼎的土星环。土星环是咋样形成的?光环内物质有着咋样的精细形状?老是以来,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”号任务结速英文前传回的数据,科学家团队对土星环有了新的认识,同時 也产生了一点新的问题报告 。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。其中五种 认为,土星诞生之初导致 着就带着光环,这导致 着土星环导致 着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,科学家导致 着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,它还可否 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,大伙儿就能选着土星以及环的质量。

 

  通过分析“卡西尼”号传回的数据,科学家对土星环的质量有了新的认知。多年来,科学家老是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环之前 土卫一质量的0.4倍。

 

  “这样小的质量,不导致 着是跟土星同時 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,或是更加年轻一点结论。

 

  既然就有和土星同時 形成的,那土星环是咋样诞生的?科学家推测,导致 着是一颗彗星或是小行星撞上了土星的一颗卫星,产生的碎屑留在轨道上,被持续撕裂,造就了土星环。

 

  导致 着一点假说成立,这样这颗“粉身碎骨”的天体有多大?平劲松介绍,据测算,它的质量和月球差太少大小。

 

  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,一点形成机制导致 着不仅适用于土星环,对于一点行星环的形成来说也导致 着是成立的。

   土星环的“三面像” 不同形状有独特成因 



  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,它是另有有兩个 柔和、整体的光环。之前 ,根据探测器近距离拍回的照片显示,一点环何必 整体,之前 由一点小环组成。

 

  主要的土星环,深度从48公里到80.2万公里不等。距离土星从近到远的土星环分别按被发现的顺序命名为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内部结构五种 截然不同的形状——团块形状、平滑形状和条纹形状。

 

  星环内部内部结构不同的纹理和形状咋样形成的?平劲松逐一进行了分析。当另有有兩个 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。在一点过程中,碎片逐步均匀分布的导致 着性较高。土星环中比较平坦光滑的次责,导致 着之前 在之前 另有有兩个 过程中形成的。

 

  碎片运动过程,会受到一点卫星的作用。并就有所有的区域都位于稳定的轨道,在一点属于共振的区域,会老是出现不稳定的情况汇报。碎片等待在不稳定的区域,导致 着会被拽走。密度高的地方相对稳定,密度低的地方就不太稳定,之前 会形成条纹状的形状。

 

  还有一点重新汇聚出来的、尺寸比较大的土星卫星,它的轨迹和光环是在另有有兩个 平面上。它对光环的影响,就像一艘快艇冲到河里的效果一样。光环在被冲击的过程中,一点地方的边缘就不这样均匀了,进而形成团块的问题报告 。

 

  “这是五种 比较导致 着的情况汇报,当然,在土星环的形成过程中,也还有一点的因素在起作用。”平劲松说道。

 

  碳酸岩的实验室 提供研究行星形成的线索 



  事实上,令科学家着迷的,不仅仅是土星环五种 。土星环内部内部结构物质相互作用的过程,与恒星付进 原行星盘内的行星形成过程极为类式。

 

  “之前 ,土星环可视作是另有有兩个 碳酸岩的实验室,为科学家进一步了解行星的形成过程提供诸多线索。”平劲松说道。

 

  众所周知,恒星在由乙炔气体 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式土星环的圆盘,行星则在一点圆盘中逐渐聚集而成。

 

  如今的太阳系,导致 着不难 找到形成之初的直接线索了。但借助对土星环的研究,或许能次责还原当时的情况汇报。

 

  导致 着说,早期岩石类的行星在宇宙中碰撞聚集形成还是另有有兩个 假说搞笑的话。这样,土星环里的小卫星,与环内少量位于的多冰颗粒位于交互作用,则提供了实虽然在的例子。

 

  “起初,小天体撞击土星卫星时,它被分解成无数个小碎块。其中一点在环内运行时,相互聚拢堆积成密度不太少、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类式。”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另有有兩个 重要土最好的法律法律依据。碰撞让物质重新分布,汇聚让体积逐渐变大,最终形成目前所就看的情况汇报。在39亿年前,甚至更早的时期,估计位于概率更高的是一边碰撞一边汇聚的情况汇报。

 

  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导致 着很接近了,这样它和高层大气之间位于哪几种样的物质交换作用机制?按照目前的动力学过程,土星环会位于多久?土星环里大一点的冰块是是否是会再次瓦解?不想回答哪几种问题报告 ,还有待进一步的科学研究。(科技日报记者 唐婷)