土星遼闊而壯美的光環由什麼構成?又是何成因?它最終會消失嗎?

土星,一顆神秘且巨大的氣態行星。太陽系八大行星之一,由內到外,土星處在第六的位置,距離太陽約15億公里(10個天文單位)。土星質量約相當於95個地球,體積卻比地球大750倍,在太陽系各行星中,它是僅次於木星的“二哥”。透過與地球的對比,可見土星的密度非常之低,僅為

0。687 g/cm³,我們若是把土星丟進水裡,它甚至都可以漂浮起來。

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土星最令天文愛好者著迷的,我想非它那獨一無二的光環莫屬了。土星環最早由著名天文學家伽利略在1610年用望遠鏡觀測到。1655年,天文學家惠更斯用精度更高的望遠鏡,首次證實了土星環的“環”狀結構。1675年,天文學家卡西尼發現土星環實則是由眾多的“環”共同重疊圍繞而成,環與環之間存在巨大的空隙,其中,比較著名的“卡西尼環縫”間距超過4800千米,幾乎能把水星塞在中間。除此之外,還有恩克環縫、基勒環縫等等。

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整個土星環的範圍大約是1600萬千米,可以排列下上千個地球。土星環又被細分為D環、C環、B環、A環、F環等等。土星光環結構複雜,千姿百態。光環環環相套,以至成千上萬個,看上去更像一張碩大無比的密紋唱片上那一圈圈的螺旋紋路。當陽光照射在上面,便形成了靚麗動人的光環。組成這一圈圈明亮光環的其實並不是太空中的稀罕物,它們就是普通的冰和少量岩石殘骸,小至顆粒塵埃,大如轎車、別墅。

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比起土星環的構成物質,它的真實成因才是困擾了學界許久的難題,時至今日仍無定論。現在,主流的觀點是土星環是土星日積月累的結果,土星強大的引力慢慢把周圍的冰塊和岩石殘骸聚整合環,引力還把“魔爪”伸向了過路的小行星、彗星等。另一種觀點是,土星原本有一顆較大的圍繞其公轉的衛星,但由於這顆衛星突破了洛希極限,以致被潮汐力撕成了碎塊,最終形成了今天土星環。

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“洛希極限”、“潮汐力”,我想看過由劉慈欣小說改編的著名科幻電影《流浪地球》的朋友一定不會陌生,影片的高潮部分,地球因為逼近洛希極限,險被木星撕碎。若真是那樣,我們地球的物質便有可能成為環繞木星的星環。什麼?木星沒有星環!太陽系只有土星才擁有星環!其實不然,木星、天王星、海王星都擁有自己的星環,土星的一顆衛星——土衛五也有星環,它是太陽系唯一擁有星環的衛星。只不過,它們的星環範圍很小,十分黯淡,遠比不上土星環震撼,不易被探測到。從某種意義上來說,地球也有“星環”,圍繞地球的大量人造衛星、太空垃圾、以及星雲塵埃等共同匯聚成了我們的“星環”。

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土星環還有一個神奇的現象,就是每隔15年就會“消失”一次,天文學家解釋到,其實這背後並沒有什麼高深的原理。

土星光環與土星軌道面有一個傾角:最大傾角是27度,最小傾角是0度。當傾角最大,我們“仰視”土星環,自然就能看見壯美的土星光環。而當傾角為零,我們“平視”過去,當然無法觀測到“薄薄”的土星環的存在。據悉,上一次土星環“消失”是在2009年。

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不過,近年來的研究顯示,特別是根據卡西尼號探測器於2017年9月,人類探測器首次穿越土星環所傳回的珍貴資料,科學家認為,土星環極有可能會在未來3億年內真正消失,因為每時每刻,土星環內物質都在因為土星強大的磁場以及引力被“吸”回土星,土星表面形成了由冰塊塵埃組成的環雨現象。

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土星不僅有一圈圈明亮的光環圍繞著它,在太陽系中,土星還是擁有衛星最多的行星,有多少個呢?數不清,無數個!因為從理論上說,土星環內較大的冰塊、岩石都能算土星的衛星(有些詭辯啦)。到2019年,被正式確認的有82顆之多,超越木星,成為太陽系擁有衛星最多的行星。這眾多的衛星中,有的擁有地下海洋,有的覆蓋著厚厚的大氣層,地表分佈著山川、河流,還有的竟呈現出一幅“太極陰陽”圖……

我們下次再聊……

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