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土星光環的秘密

生活 更新时间:2024-08-25 23:02:51

在土星上的日夜,太陽系的照耀是徹底的,毀滅性的閃亮。當然,它不像地球那樣有人類居住的閃光;它所擁有的是壯觀的光環。

在土星的夜面,它的影子落在它的部分光環上,一條被稱為“終結者”的線把它們銳利地劃分為黑夜和白天。

土星光環的秘密(土星光環的白天黑夜由何而來)1

上圖顯示的是2006年11月5日由空間探測器“卡西尼号”拍攝的四張照片拼接而成的圖片,這距離“卡西尼号”抵達土星執行其13年的觀測任務僅有幾年時間。

在圖像的頂部,光環處于陰影中;其底部在陽光下,冰粒子反射着明亮的光。

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(美國國家航空航天局/加州理工學院噴氣推進實驗/空間科學研究所)

這些光環跟随着與土星相同的軌道方向,并圍繞着土星的赤道旋轉。但是環上的旋轉周期各不相同。土星每10小時33分鐘自轉一周。

光環的最裡面的部分要快很多——D環的内緣大約每5小時旋轉一周。但是你走得越遠,它的速度就越慢——F環的外緣每15個小時左右旋轉一周。

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圖解:傾斜的(4度角)卡西尼号的影像,由左至右依序為土星的C、B和A環,F環在上圖以完整尺寸檢視且螢幕亮度足夠時隐約可見。上圖:由卡西尼号的小角度攝影機以自然的顔色拍攝受光面的環,并拼接而成的影像,拍攝的時間是2004年12月12日。下圖:基于在2005年5月3日無線電掩星的觀測的模拟圖像,顔色為環中顆粒的大小。

确切地說,陽光照射到土星環上的程度是根據土星7.5年每季的季節而變化的。

在大約每15年出現一次的春分日,土星環直接側對着太陽,這意味着它們得到的直射光很少,土星環上的陰影最長。這大約持續四天。

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光環! (美國國家航空航天局/加州理工學院噴氣推進實驗/空間科學研究所)

這意味着土星的夜面在春分時是最暗的,因為幾乎沒有光環——陽光從反射環上反射回來,微弱地照亮了土星的暗面。

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圖解:背光的E環,和恩塞拉都斯的側影,這顆衛星的南極噴發出的光輝在下方。

在下圖中,你可以看到大部分土星是被光環照亮的(隻有左下方的那一小片新月是被陽光照亮的,其餘的都是被光環照亮的)。

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(美國國家航空航天局/加州理工學院噴氣推進實驗/空間科學研究所)

在二至點-再每隔15年左右,在春分和秋分中間——土星在向太陽傾斜26.75度的最大軸傾角上,它的影子很短,甚至沒有達到一個環的外緣, 所以這時光環在土星一年中受到的光線最多。

這可以從下圖中看到,攝于2004年5月,冬至後兩年。

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(美國國家航空航天局/加州理工學院噴氣推進實驗/空間科學研究所)

因此,二至點期間的光環使得土星在北半球或南半球的夜面更加明亮,這取決于夏至是在北半球還是南半球(冬半球仍然會有一點光環,但不會有那麼多)。

如果你想看看土星的光環,夏至也是觀賞土星的最佳時間,因為那是它們最佳的觀賞角度。

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圖解:巨大的菲比環使土星的主環相形見拙。插圖:史匹哲太空望遠鏡以24微米波長拍攝環的部分影像。

最近的一次夏至是在2017年5月,但如果你想用望遠鏡去看那裡的話,土星環仍然處于一個傾角較小狀态(還會持續幾年)!

下一次春分點,也就是光環側對的時候,将在2025年5月初。下一個夏至将在2032年4月。

如果你想嘗試一下對土星的攝影技術——它非常上鏡——你可以試着随着季節的變化來跟蹤土星傾斜的變化。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. sciencealert- MICHELLE STARR- Anwer

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