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土星的巨大光環是怎樣造成的

生活更新时间:2024-12-19 05:02:28

土星的巨大光環是怎樣造成的（土星光環究竟從何而來）1

土星B環是土星一系列主環中最不透明的一道。在這張照片中，未被陽光照到的它幾乎是全黑的。NASA

如果說透明比不透明的物質濃度高，那就是一件違反直覺的事。舉例來說，泥水肯定要比清水含有更多的顆粒。與此相似，一般人肯定會以為土星環中不透明的區域物質濃度肯定要比透明區域高。

但是實際情況卻并不是這樣。根據NASA土星探測器卡西尼号的最新研究結果，土星環密度的表現形式，也就是土星環的透明度和反射率，與物質的濃度構不成對應關系。

這張切圖展現了土星主環系統的部分結構。主要名稱和特點已用文字标出。NASA

外表有時候會騙人。就好像霧蒙蒙的牧場肯定沒有遊泳池來得透明，但是遊泳池的密度更高，也擁有更多的水。

對土星環質量的研究對于揭示它們的年齡也非常重要。質量低的環會比質量高的環演化速度更快，也會在隕石等影響下迅速變黑、變暗。因此，B環的質量越低，它就越年輕。其年齡可能隻有幾百萬年，而不是通常以為的幾十億。

為B環的核心部分“稱重”，是人們逐漸了解土星環年齡及其起源的重要一步。土星環是如此壯觀，以緻于人們總想問個明白，它究竟是從何而來的？

太陽系所有的巨行星都有環，但土星環與衆不同。了解土星環為何如此明亮和巨大，是在了解它們形成和發展過程中所要面對的最重要挑戰。對科學家而言，環中各部分的物質密度，是獲知其形成過程的關鍵。

早前的研究顯示，B環中所含的物質比科學家曾經以為的要少。新的分析則首次直接測出了環中的物質密度，進而證實了這一猜想。

土星的巨大光環是怎樣造成的（土星光環究竟從何而來）2

土星B環的某些部分與相鄰的A環相比，其不透明度要高出10倍，但B環的質量隻是A環的2至3倍。NASA

這一分析采用了一種新的技術。卡西尼可見光和紅外測繪光譜儀透過土星環，指向一顆位于其後方的恒星進行了數據采集。将多次觀測結果合并後，就能将原本不明顯的螺旋密度波展現出來。

分析結果還顯示，B環的平均密度要低于預期。這是一個非常令人震驚的結果，因為B環的某些部分透明度要比相鄰的A環低将近10倍，而B環的質量可能隻有A環的2到3倍。

土星的巨大光環是怎樣造成的（土星光環究竟從何而來）3

在陽光照射下，B環是土星環中最明亮的一道。NASA

盡管B環的質量非常低，但它仍然占去了整個土星環系統質量的大部分。人們還将着手對環的質量總和進行更為精确的測量。卡西尼号探測器曾經對土星的引力場進行過探測，獲得了土星及其環系統質量總和的數據。2017年，在卡西尼号使命的最後階段，它将從土星環内部飛掠土星，對土星本身的質量進行單獨測定。兩次測量數據的差異，就是土星環的真實質量。

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