為什麼土星會有一個巨大的土星環?土星環的主要成分是什麼

2020-12-03 科學講

文:科學醬

在我們太陽系內,存在八大行星,其中靠近太陽的四顆是類地行星,離太陽最遠的四顆行星是氣態行星。每一顆行星都有獨特之處,如我們地球是一顆生命星球,我們在地球上面可以看到生機勃勃的景象。雖然其他的行星上面暫時沒有發現生命的跡象,但是也有很多值得我們研究的「秘密」。

如果大家仔細看看太陽系八大行星的分布,會發現它們的分布似乎存在一些規律,如內側四顆行星和外側四顆行星的組成成分完全不同。除此之外,在外側的四顆氣態行星(即木星、土星、天王星和海王星)還擁有行星環,而內側的四顆類地行星卻沒有類似的行星環。

從探測器、望遠鏡拍攝到的行星環畫面,我們可以看到在這些氣態行星的外側有一個巨大的環狀物,確實是很壯觀。太陽系八大行星中,土星環是行星環中最明顯的。在土星環中,擁有大大小小的小顆粒,這些小顆粒數量非常多,環繞土星運轉。可能有一些朋友表示,為什麼這些小顆粒不會聚集到一起,變成一個個更多的天體,如變成彗星、小行星等小天體,或者變成土星的衛星呢?

從星球的形成過程來看,這樣的可能性是存在的,因為我們地球等天體也是從小變大的,為什麼土星環這些物質不會組成更大的天體,難道是時間還不夠長嗎?還是說被限制了,所以這些小顆粒沒法變得更大?從研究來看,土星環的小顆粒主要成分是水冰物質,以及一些宇宙塵埃,這些小顆粒的尺寸大小不一,有一些尺寸可以達到幾十米,有一些小顆粒今晚數釐米甚至更小。

研究表明,這些小顆粒本身也會變大,在環繞土星運轉過程中,不斷與其他的小顆粒碰撞而變成更大的天體,但是當它們達到一定的尺寸時,又會在受到其它類似的天體碰撞而碎成更小的顆粒。所以這些小顆粒在不斷地碰撞中變大又變小,最後沒法聚集成為更大的天體。

雖然現在我們已經大致地知道為什麼土星環的小顆粒不會變成大星球,但是對於這些土星環是怎麼形成的,至今都還沒找到原因。畢竟,這些土星環已經形成很久,我們沒法直接看到這些土星環的形成過程。不過,現在有一些研究表明,土星環的形成可能會有多種原因。

目前其中一個猜測認為,早在數百萬年前,土星的一顆衛星在環繞土星運轉時,在土星的引力下,與土星的大氣層發生了碰撞,變成了碎片,隨後這些碎片環繞土星飛行,最後演化成為我們現在看到的土星環。

如果是這樣的形成機制,我們地球之所以沒有「地球環」,可能是因為月球離我們較遠,沒有被撞碎。當然,如果我們月球與地球碰撞,帶來的結果或許不是形成「地球環」,可能會摧毀地球表面的一切。畢竟,月球和地球的尺寸差別不大,相比之下,土星的尺寸非常大,而它的衛星非常小,所以即使土星的衛星碰撞土星,也不至於撞毀土星。

相關焦點

  • 土星周圍有漂亮的土星環,它是怎麼形成的呢?
    在暗黃褐色宇宙的陪襯下,土星環閃耀著來自太陽的光芒,顯得璀璨奪目,與木星一樣,木星也是一個巨大的星體星球,他表面大氣的主要成分是氫氣,其中漂浮著安和水形成的冰晶雲,在這下面則是包裹了整個星球表面的液態金屬氫的汪洋。
  • 為什麼土星有漂亮的「土星環」,而地球卻沒有?
    太陽系作為宇宙中一個普通的恆星系統,因為由於地球的存在而倍顯特殊,太陽系也是人類對宇宙的了解最先開始的地方,但是時至今日,我們對於太陽系的了解仍舊一知半解。太陽系八大行星太陽系擁有八大行星,其中有的行星具有行星環結構,如土星、木星、天王星和海王星;而剩下的如水星、金星、地球和火星卻沒有行星環結構,這是為什麼呢?土星和地球對比圖行星環是指圍繞行星旋轉的物質而構成的環狀帶,太陽系中土星擁有最為絢麗的行星環。
  • 為什麼神秘的土星環一直在變化?
    變幻莫測的土星環很多人都會幻想如果有時間機器的話會做什麼,有些人想穿越到一億年前恐龍統治地球的時候,也有些為數不多的人,可能會想帶著望遠鏡回到過去,看看土星和土星環。從人類的角度觀察土星環當伽利略在1610年首次通過望遠鏡觀察土星時,他已經因為發現木星的四個衛星而聞名於世,但土星卻使他感到困惑。通過望遠鏡仔細觀察時,有時它看起來像一個行星帶著兩個巨大的衛星,有時又像一個單獨的沒有衛星的行星。
  • 土星環是怎麼形成的?四顆氣態巨行星為什麼會如此巨大?
    土星環是怎麼形成的?四顆氣態巨行星為什麼會如此巨大?大家好我是你們的老朋友海海,為了展現科技的魅力,以後的每一天我都將為大家放送最幹的貨,希望你們會喜歡。這些由太陽系烤出的截然不同的行星相當大,由氣體組成,這些巨無霸完全沒有固態表面。
  • 迷人的土星、土衛、土星環
    這兩張照片都是由卡西尼號探測器於2015年2月10日拍攝,彼時距離土衛五表面分別有5.6萬、7.6萬公裡。圖上的每一個像素,分別代表著330米、460米的跨度。土星環C、B土星環土星環在土星上留下陰影:拍攝角度使得陰影看起來很怪異
  • 土星環是什麼?它又為何總會突兀地「消失」?
    它們大小不一,形態各異,但有這麼一圈光環的存在,會讓星球看起來更加絢麗多姿。這叫做行星環,在我們的太陽系中,有四顆行星擁有行星環,它們分別是土星、木星、天王星和海王星。在這幾個行星中,又以土星的行星環最為突出和明顯,所以有很多天文愛好者對於研究土星環抱有極大的興趣。但天文學家們發現,土星環每過一段時間,就會消失一次,這是怎麼回事呢?在解答這個問題之前,上仙帶大家了解一下什麼是土星環。
  • 土星環的易容術
    任務結束前夕,卡西尼號對土星進行了多輪近距離飛掠,使出渾身解數展開探測,為我們進一步認識土星、土星環以及土星衛星提供了難得的機會。在這項新研究中,研究人員通過分析卡西尼號近距離飛掠土星期間收集的數據,研究了五顆迷你土衛的組成成分。這五顆衛星分別為土衛十八(pan)、土衛三十五(Daphnis)、土衛十七(Pandora)、土衛十一(Epimetheus)和土衛十五(Atlas),它們都遊走於土星環內或附近。
  • 土星年齡46億年,而土星環僅誕生1億年?科學界仍有爭議
    愛達荷大學的行星科學家馬修·海德曼說,土星環主要由冰碎片和少量巖石物質構成,不適合進行這種分析。這意味著土星環的年齡估計必須建立在間接證據的基礎上。有一些間接證據來自塵埃。你可以把這些冰封的年輪想像成一片雪地,在一開始的原始狀態下,遠處的煙塵會逐漸汙染它。為了估計雪的年齡,科學家必須測量煤煙下降的速度,以及已經存在的煤煙總量。
  • 土星為什麼有光環?
    土星為什麼有光環?如果問太陽系中最美麗的行星是哪一個?相信不少朋友都說土星最美麗。不錯,土星因為土星光環成為太陽系中最美麗的「指環王」。土星為什麼會有光環呢?土星光環是義大利的天文學家伽利略在1610年的時候發現的。伽利略剛剛發現土星環的時候,它看上去像土星的兩隻耳朵。於是伽利略誤以為這是土星的兩顆衛星。其實土星環是由無數形狀和大小都不相同的巖石、冰塊和塵埃組成的一個巨大環面。冰塊是土星環的主要成分,因此土星環顯得非常的明亮。
  • 土星發現大量外星飛船,他們是在修補土星環,還是在吸取能量?
    土星是8大行星當中最特殊也是最漂亮的一個,因為它擁有著非常美麗的土星環,這讓土星看起來與眾不同。 美國NASA的調查顯示,土星正在緩慢的侵蝕土星環,土星環上有大量的外星飛船,這些外星飛船外形像咱們平時抽的雪茄,最小的有1.3萬公裡長,1000公裡寬,大的約5萬公裡長,寬約4000公裡,而且數量也正在激增,他們會繞著土星環逆向旋轉,而且速度比土星環的轉速要快的多。
  • 土星環、原行星盤、吸積盤——為什麼這些盤如此常見?
    圓盤在天文物體中很常見:巨行星周圍的環行星,尤其是土星;年輕恆星周圍的圓盤;還有圍繞著中子星和黑洞的圓盤。為什麼這些盤如此常見?首先我們通過一個簡單的解釋來說明,然後再更詳細地進行解釋。更詳細的解釋建立於以下設想:假設一種由橡膠球(分子)組成的「氣體」,它被組織成一個巨大的繞圓柱軸旋轉的圓柱體。讓我們來做一些符合天體物理學的假設:—角動量守恆定律和線性動量保持定律(這是基本的,經過牛頓力學的良好測試)。
  • 土星環正在消失是怎麼回事?土星環有什麼功能它為何會消失?
    新華社華盛頓12月17日電 美國航天局一項新研究顯示,土星正在「吃掉」環繞運行的土星環,這一主要由水冰組成的顆粒帶可能不到1億年後就不復存在了。發表在新一期美國行星科學期刊《伊卡洛斯》上的這項研究說,土星的引力正在將這些顆粒吸入上層大氣,僅這種作用就會讓土星環在3億年後消失。
  • 土星環的新圖片,揭示全新的內容細節
    NASA通過對土星的檢測,發現了土星環的複雜細節。
  • 土星環正在消失,卻發現大量修補土星環的外星飛船
    土星在太陽系中堪稱最美的星球,都是因為它有著美麗的光環,但是根據2018年美國NASA的調查顯示,土星正在緩慢的侵蝕土星環,而在科學家也曾意外的發現土星環上有大量的外星飛船,而很多人猜測著很可能就是外星人修補土星的證據,
  • 土星環正在消失:8大行星都曾有「環」,只是全被「吃掉了」
    和其他行星最不一樣的地方就是,土星的周圍存在著一個「光環」,而正是因為這圈「土星環」的存在,也讓土星成為了太陽系中,最讓人矚目的星體。但是根據科學家的觀測發現:土星環如今卻正在漸漸地消失,預計大概在3億年後,土星環將會不復存在。    那麼消失的「土星環」去了哪?答案其實是被土星自己給「吃掉了」。
  • 土星附近驚現巨大不明飛船,長5萬公裡,學者:外星人或在定期維修土星環?
    土星附近驚現巨大不明飛船,長5萬公裡,學者:外星人或在定期維修土星環?
  • 土星環是如何形成的,即將消失是真的嗎?
    在所有的行星當中,土星是擁有著極富魅力的環。在八大行星中,土星擁有著巨大的環而使它脫穎而出,土星經常被評為最美麗的行星,雖然在木星、天王星和海王星等行星也都有自己的環,但是沒有一個擁有著土星這樣美麗壯觀的環。
  • 要是地球有土星環就好了?事情可能有點棘手!
    太陽系最美麗的結構可能非土星環莫屬了,可能每個地球人都有一個夢想,要是地球也有土星環就好了,天空將變得多麼絢爛,多麼精彩!事實上地球不可能有土星環,因為土星不見得會同意借給地球。即使土星同意借,要把它弄過來也頗為棘手是不是?
  • 土星本沒有環!1億年前彗星被引力捕獲,碾碎後形成美麗的土星環
    美麗的土星環是太陽系的奇蹟之一,任何一個通過望遠鏡看到它們的人都無不驚嘆。然而卻有一個一直在困擾著科學家的問題:土星環究竟有多古老?幾十年來科學界分為兩個陣營,有人認為土星環系統是在46億年前形成的,那時候太陽系正在太陽誕生時巨大力量產生的滾滾塵埃中形成。另外一種說法是,這些環是一個相對年輕的特徵,他們形成於1億年前恐龍在地球上行走的時候。最新的研究支持了土星環起源於恐龍年代的說法。根據目前的模型,行星環質量越大,它們就越古老,反之亦然。
  • 土星環在未來的某一天會消失?
    如果恐龍擁有望遠鏡,並且在1億年前觀測天空的話,它們可能看到一個非常不同的土星,一個沒有圓環的星球。如果人類能夠再活一億年,我們的後代也會錯過圍繞著冰和塵埃的星球。科學家說,我們生活在一個非同尋常的時代——在我們太陽系46億年壽命的中,土星的環是可以看得見的。