太陽系八大行星中有4顆行星有行星環,分別是木星、土星、天王星和海王星。其中以土星的行星環最為明亮和壯觀,土星也正因為這一道行星環而被認為是太陽系中外觀最為美麗的星球。
土星環是由不計其數的小顆粒形成的, 這些顆粒都是碎冰塊、碎石塊以及塵土等組成的,其中以碎冰塊最多,大小從微米到百米都有,它們組成一條條的環帶繞著土星運轉,在太陽光的照耀下能夠反射出十分明亮的光輝。
那麼土星的光環是如何形成的呢?實際上該光環的形成原因還不十分清楚,天文學家們推測很可能是由彗星、小行星與較大的土星衛星相撞後產生的碎片組成的,而且撞擊的天體的水冰含量非常大,因為土星環物質絕大部分都是水冰,也有天文學家認為是幾百萬年前一顆衛星在土星引力作用下與包圍土星的大氣相撞形成的,該星體內核巖石物質大部分墜入火星之中,但是外圍的以冰塊為主的部分分散後開始圍繞土星運行,形成了美麗的土星光環。
當這些碎片均勻分布到土星周圍,以自己的圓形軌道圍繞行星運轉的時候,就形成了土星環。土星環雖然看上去十分密集,環狀圓盤看著十分壯觀,但實際上物質分布極為稀疏,每平方米只有大約0.7克物質。
科學家們認為我們的地球也曾經形成過類似的行星環,在地球形成的初始時期,曾經有一個火星大小的星球,以較為傾斜的角度撞擊了地球,該星球和地球都各自被撞掉了一部分物質,這些物質中的一部分,就在太空中形成了圍繞地球運行的行星環。
不過地球這個行星環的物質分布並不均勻,其中有一塊物質較為集中的區域,形成了原始的月球,之後月球不斷的吸收這個行星環中的物質,並最終將其吸收完畢,所以地球的星星環就消失了,而如今的月球的絕大部分物質就來自於地球這個原始的行星環。
但是土星環並非如此,土星圓環上的物質十分均勻地分布到了土星的周圍,並且各有其近乎圓形的軌道,如今土星環已經運行成了十分均勻的圓盤形,其厚度平均只有30米,最後的地方也不過150公裡,然而其寬度卻超過20萬公裡,直徑超過60萬公裡,如果將土星和土星環的結構比作一頂草帽,那麼這頂草帽的帽簷的厚度要比刀刃薄得多。