美麗的土星光環真的會消失？科學家有了新的證據！

2020-11-09 飯米白

土星美麗的光環可能是天文史上最有辨識度的存在之一，但不一定永遠都是如此。

2018年，行星科學家們發現，土星光環消失的速度比預想的要快很多。

實際上，一些科學家甚至說這是「最壞的情況。」現在，先別顧著傷心，我們要記住這是天文學的常態。就土星的情況來說，光環消失的速度更快就意味著光環可能還會存在大概幾億年的時間。該研究可能更讓人吃驚的一點是：研究表明，土星光環可能也只存在了大概幾億年的時間，其年齡比一些天文學家預想的要小。這加大了我們了解土星光環從何而來的難度。也讓一些人猜測我們今天看到的星環是否是土星曾有過的唯一星環。

卡西尼號拍攝的土星

上述是2018年的研究結果，該結果的得出要感謝美國宇航局卡西尼號太空船。卡西尼號於2017年結束了任務。在卡西尼號任務要接近尾聲時，科學家首次將它派到土星和土星光環之間。在這最後階段的環行中，卡西尼號勘測到了最裡面的星環上會脫落一些物質到土星的大氣層中，這是科學家第一次進行直接的測量，這種現象稱為環形雨。該數據得到了科學家的證實，科學家用到的工具是位於夏威夷的大型望遠鏡凱克。

環雨的出現是有諸多原因的，比如星環粒子與土星磁場吸引的其他粒子發生了不規則碰撞。實際上，自上世紀80年代以來，我們已經觀測到環雨的一些證據，所以卡西尼號的這個發現成果並未讓我們感到驚訝。而真正讓科學家吃驚的是：環雨的速度非常之快。

卡西尼號和凱克望遠鏡的觀測結果讓科學家可以更精準地計算土星環產生環雨的速率。通過計算，他們發現，環雨產生的速率大概在5000-4.5萬公裡/秒之間。這個計算結果給了我們很多重要的提示。研究人員通過最新計算的結果反覆進行計算機模擬計算，隨後，他們發現，大概只需要幾億年的時間，土星環就會徹底消失。

但更為重要的是：土星環只用了幾億年的時間就變成了目前為止最大的星環。科學家認為，這可以幫助我們估測土星環的年齡。這只是一個大致的猜測，但這個值與其他證據吻合，比如土星環有多乾淨。無論是哪種情況，現在很明顯的一點是：土星環年齡很小，跟已經有45億年歷史的太陽系比相距甚遠，而這一點阻礙了我們的研究進程。畢竟，土星環不屬於太陽系的一部分。

土星環不僅要比其他外部的行星更大，而且土星環也是由幾乎純冰，而非塵土和巖石組成的。無論組成土星環的是什麼，其純度都是無可置疑的。這就否掉了很多可能性，因為宇宙裡的大多數物體都是冰、巖石和金屬的混合體。

問題在於：雖然有一些假設看起來很有可能性，但這些假設雖然能解釋純度的問題，但卻需要一個前提——土星環跟太陽系年齡相仿。比如，有一個假說認為：土星環是土星某個大型衛星的外層，該外層由冰組成。而該衛星則因土星的引力作用而四分五裂。

2009年拍攝，比例尺為每像素12公裡(7英裡)

但土星的衛星要離土星足夠近才能被圖形的引力作用所撕裂，這樣的話，該衛星必須是土星附近由殘骸組成的圓盤，而土星形成後，這個圓盤只存在了很短的一段時間。

還有一個假說認為：曾有一顆巨大的小行星或者彗星摧毀了中等大小的衛星，比如土衛一，而其中含有很少的巖石或者金屬。但這種撞擊在幾十億年前才比較常見，而在幾億年前是很少見的。而除了這些假說之外，科學家現在還沒有什麼頭緒。

有一個更有可能的假說認為：不久前，兩顆小型微型相撞，其撞擊方式與天王星光環的撞擊方式類似。若是有彗星經過，那彗星的引力應該足以讓一個物體進入另一顆星體的軌道中，而土星諸多小型衛星中的大多數似乎都是由純冰組成的。

不過，該假說的模型證實力度較弱，所以我們可能還是要從頭來過。

卡西尼號在土星墜毀

科學家可能還要頗費些時日才能找到合理的假說，但還有另一個假說提出了更大的問題，這個問題是由卡西尼號的發現成果所引發的：如果光環存在時間不長並且生命周期很短的話，那我們為何能如此幸運的看到光環。科學家不相信走狗屎運的說法，因為有時候這說明科學家沒有足夠努力地挖掘深層次原因。所以很多科學家認為這不是一個巧合。因為就算這些光環是最近才形成的，但我們現在看到的只是最近某個過程的反覆迭代，而這個迭代過程在土星歷史上已發生過多次。

或許土星過去40億年間一直在收集並摧毀一個又一個星環系統。如果該說法為真，那麼這可能意味著其他外部的行星以前可能也曾有過大型光環，但現在卻沒有了。還有很多疑問有待解開，這些疑問就交給科學家去研究了。這些疑問的研究可能會讓我們對星環系統的形成方式有新的理解，也讓我們能對不久之前太陽系的樣子有新的了解。

對了，為了調解一下大家可能為土星環消失的悲傷心情，這裡有一個好消息：即便主環消失，土星也不會一個星環都沒有的！滿是灰塵的G環和土衛九的光環一直在接收殘骸源源不斷的補充，這些殘骸的來源是附近的其他衛星。此外，E環是由冰粒子組成的，而冰粒子是由土衛二的間歇泉放出的。

土星衛星

所以，星環是肯定會有的！這都不是事兒。而且，誰能說得準那時候會不會有另一顆行星有著閃亮的光環呢！

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