进入“洛希极限”后的产物——土星光环


进入“洛希极限”后的产物——土星光环

说起土星,我们肯定首先想到的是土星那美丽的光环。这条近30万公里宽的固态冰质行星环由数万亿块冰组成,这成为了太阳系中最令人赞叹的奇观之一。在太阳系中没有比土星的冰环更加美丽的景象。


进入“洛希极限”后的产物——土星光环

我们如果近距离观察就不会觉得土星环很精巧,他们是由数以万亿计的冰晶构成的。大部分冰晶都和雪花差不多大,但有些却有房子那么大。如果我们用望远镜观察,就会发现土星环的反光率很高,他们反射太阳光的能力和土星本身差不多。但是阳系里遍布着尘埃,假如一颗冰晶在这里停留一段时间后,他就会变脏,然后反光率就会变弱,也就不会那么明亮。但是为什么土星环的反光率会这么高呢?

1997年“卡西尼”号探测器发射升空。它将近距离研究土星、土星环及其卫星,从而寻找土星起源的新线索。探测器通过对土星环进行实际取样和测量太阳系尘埃落在土星环上的方式,“卡西尼”号取得了一个惊人的发现。如果说土星环在土星周围已经存在数10亿年,那么他应该会被尘埃所遮蔽,变得暗淡。可是土星环依旧光亮如新,原因就在于土星环还很年轻,比土星本身年轻了近45亿年。


进入“洛希极限”后的产物——土星光环

为什么土星环如此年轻呢?根据“卡西尼”号所提供的证据表明,谜题的答案不在于土星本身,而在于土星轨道之上的土星的卫星。土星有62颗大卫星和无数的小卫星,至今仍在不断发现。随着对冰质卫星更加细微的分析,人们发现他们中的许多都是由于土星环完全相同的物质构成的。土星环和土星的卫星有着千丝万缕的联系,在这么多的土星卫星中,似乎却少了一颗。


进入“洛希极限”后的产物——土星光环


进入“洛希极限”后的产物——土星光环

如今的主流理论认为,在一亿年前,在恐龙统治地球的时代,土星的轨道上有一颗卫星不见了,一颗直径或许约有400公里的卫星,几乎完全由冰构成。它靠近土星时进入了土星的洛希极限之内。当土星巨大的潮汐引力作用于这颗卫星时,他开始分裂,多达1.5亿亿吨的冰体支离破碎。由于移动速度很快,碎冰很可能在几天之内就扩散开来,形成了这颗巨大行星之外的环,标志性的土星环就此诞生了。如今,巨大的土星环也发生了一些变化,土星强大的引力场使得他保持了近乎完美的圆形,不过内部的碰撞导致他扁平扩散开来,碎片形成了一个比木星还要宽的圆环,平均厚度却只有10米。 而在土星环内部,一些月球大小的冰块环绕着土星运动,清除出开阔的空隙带,这就把原来的一道环变成了许多道环。同时土星的卫星会把冰颗粒向上拉起,形成超过两公里高的尖峰,在合适的条件下,这些冰峰就会在土星环上投下壮观的阴影。


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