為什麼土星會有光環?科學家發現,原來是這顆衛星「惹的禍」!

2021-01-19 科學奧秘檔案館

本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。

作者:文/星球科普

在太陽系之中,土星光環之美絕對稱得上是個奇蹟,如果我們從地球上觀測它,它看起來是如此纖薄卻又巨大而不祥,那你知道為什麼土星會有光環嗎?

據信,1610年伽利略是世界上第一個觀測到土星光環的人。他設計並製造了最早的天文學望遠鏡,儘管這是一個相當粗糙簡陋的儀器,但是通過它仍然可以分辨出土星周圍這層特殊的星體機構。1655年的晚些時候,克裡斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)第一個將土星周圍這層特殊的星體機構描述為環繞土星的圓盤,至此土星光環才真正被宣告發現!

1787年,著名的天文學家喬瓦尼·卡西尼發現土星周圍的光環並非是一個整體結構,而是由許多小的星體所構成。這一發現也被後來NASA的卡西尼號宇宙探測器拍攝的驚人照片所證實。

具體來看,土星光環主要有四個不同的環組,每一個環組下面還有更小的細分。但這些環組並不是實心的,它們都是由1釐米到10米大小的軌道冰碎片所構成的。它們一起圍繞土星運行,那麼這些冰碎片又是從哪裡來的呢?它不應該聚在一起形成土星的衛星嗎?為什麼它們會被「安排」在這裡形成獨立的光環呢?

事實上,人類目前已觀測到土星周圍存在著150顆衛星或類似衛星的星體,但是科學家認為土星周圍實際上缺少了一顆衛星,而這些光環就是這顆名為「真理」的缺失衛星殘骸。

在大約1億年以前,當恐龍還在地球上漫遊時,這顆名為「真理」的衛星曾經環繞土星運行,它主要由冰組成,直徑約500公裡。由於其運行的軌道極不穩定,故此出現緩慢地螺旋下降到土星的趨勢,當這顆衛星與土星表面的距離達到羅氏極限(羅氏極限是指潮汐力撕裂衛星的軌道距離)時,這顆靠近土星這樣大質量行星運行的衛星便在重力的擠壓和牽引作用下解體了,隨後衛星冰冷的殘骸被拋向太空,隨著時間的推移,冰碎片在土星軌道上逐漸展開,從而形成了如今那道美麗的光環。

那麼這些冰碎片不應該再次聚在一起形成一顆新的衛星嗎?實際上,這些散落著的冰碎片被所有其他衛星的引力所拉扯,使它們一直處於分離狀態,因此很難再形成新的衛星結構。

根據科學家的推測,如果這些冰碎片一直以目前的速度繞土星飛行,那麼再過3億年,所有的這些冰碎片都將會被土星的引力吸走,那時候的土星也就沒有如今的光環了。這就是土星光環的成因,同時也是我們太陽系中眾多最美麗的景象之一。

相關焦點

  • 如果地球也有一個土星那樣的光環,會是什麼樣的情況?
    太陽系中一共有八顆大行星,其中最美的就是土星。而土星能拿到顏值最高的稱號,就在於它美麗的光環。那麼,如果地球有一個那樣的光環的話,會是怎麼樣的景象呢?首先,地球和土星不一樣的一點在於,月球和地球質量的接近程度遠遠超過了土星的所有衛星。因此,月球引力相對很大,導致地球的光環無法像土星的光環一樣那麼接近正圓,反而會很難看。
  • 出彩的土星小衛星
    在土衛八繞土星轉動的過程中,從土衛九環中沿相反方向遷移的塵埃會撞上卡西尼地區,不過該黑色區域的形狀並不完全能用這一簡單的物質積累來解釋。其中一個原因就是土衛八黑色的一側要比土衛九遠紅得多。2010年,有天文學家提出,這些黑色的沉積物會像瀝青一樣吸收大量的陽光,加熱前導半球,使得水冰直接升華成氣體。
  • 作為土星最大的衛星,泰坦存在哪些奇妙現象?
    事實上,在過去的時候,科學家一直都在藉助於卡西尼號這種宇宙探索設備,對土星周圍的一些情況進行探測,尤其是利用探測器進入環繞土星分軌道之後,發現了在這個星球周圍存在的眾多衛星。這顆行星擁有大量的衛星,在前不久的時候科學家就利用這種探測器拍攝到了土星最大的衛星泰坦的圖片。
  • 土星及其衛星們
    ,我們不應愚蠢的妄自尊大,而應去保護我們的這個渺小的藍色光點,或許這就是我們仰望星空探索宇宙的意義吧。相信大家在我協的路邊活動中已經多次看到過土星了,沒看到也不要緊,來一張使用我協DOB10拍攝的土星。不知道大家在路邊看的時候有沒有注意到土星環、土星表面與赤道平行的雲氣和土星旁邊暗淡的衛星呢?沒有的話下次可以仔細看看哦。
  • 科學家發現外星人居住的星球,科幻電影將成現實?
    廣袤的宇宙眾多星球林立,在這浩瀚的星系中,銀河系仿佛大海中的一艘孤帆,而我們生活其中的地球更像船上的一顆沙礫般平凡。但在所有平凡的星球中,地球又是那樣特別,只因地球誕生出了生命。但,科學家在遙遠的外太空無意發現了一顆異常美麗的行星,如果在地球上觀察它,與其它行星沒有什麼不同之處,卻被很多科學家認為——這顆美麗的行星極有可能會孕育出生命。
  • 太陽系最美的行星 土星 和她的主要衛星
    2016年10月卡西尼號在140萬公裡外為土星留下的全景照。這顆有著美麗光環的行星,與太陽的平均距離大於9個天文單位(日地距離,1.5億公裡)。土星質量是地球的95倍。體積是地球763倍。自轉周期10小時33分。公轉周期29.5個地球年卡西尼-惠更斯號空間探測器。
  • 土星新添二十顆新衛星,超越木星成為太陽系中衛星數量最多的行星
    在太陽系中最為常見的天體有三類,分別是恆星、行星和衛星,太陽系中恆星只有一個,那就是通過內部核聚變反應不斷向外釋放能量的「太陽」。太陽系中的行星有八顆,我們稱為八大行星,分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,此外還有許多矮行星和小行星。
  • 科學家在這顆星球上有重大發現,知道後激動不已,這是為什麼?
    在沒有走出地球之前,我們認為地球是浩瀚廣闊的,可是站在宇宙中再看地球,你會發現它只是一個非常渺小的星球,真正浩瀚的是這個我們不知道到底有多大的宇宙。人們在感受宇宙浩瀚的同時,也會想到地外生命存在的可能。在人類沒有走出地球之前,可能很多人還會懷疑地外生命存在的可能性,可是當我們真正走出地球之後,這個懷疑已經不存在了。
  • 土星是怎樣一顆行星?它為何有那般獨特的光環呢?
    土星的歷史 喬瓦尼·卡西尼是義大利天文學家,他發現了土星的第一顆衛星。克裡斯蒂安惠更斯發現了土星最大的衛星。卡西尼在最初的觀測中看到了土星周圍的隆起物,惠更斯正確地將其識別為光環。 土星和太陽系一樣古老。然而,人們認為土星環要年輕得多。土星環上的冰隨著年齡的增長而變暗。據估計,最年輕的土星環只有一億年的歷史。
  • NASA要派無人機探索這顆星球,土星的衛星到底有何特殊之處?
    哈嘍大家好,上一期文章中,咱們介紹了太陽系最美的行星土星。今天,咱們來說說它為何被稱為最美行星,以及它周圍比較引人注目的衛星。土衛六土衛六是土星最大的衛星,甚至一度被認為是太陽系最大衛星,因此又被稱為泰坦,也就是希臘神話中巨人的名字。
  • 天文學家證實土星甚至擁有更多衛星:「往混亂中的一瞥。」
    大小各異的衛星環繞著土星。它們朝著不同的方向旋轉。它們逆著行星軸向反方向旋轉。它們與環狀的宿主行星之間的距離不等。以及它們比我們之前以為的還要多。衛星「混亂」的場景通過回顧過去收集的土星數據得到證實,這顆太陽系第二大的行星,目前已經超過木星成為衛星數目最多的行星。土星當下的衛星數是82。
  • 天文| 土衛十四卡利普索,土星的特洛伊群衛星
    土衛十四卡利普索(Calypso),這是一顆形狀奇特的小衛星,土星已知衛星中距土星第十一近(234,530 千米),直徑為150 千米 (34 x 22 x 22)。 1980年由Pascu、Seidelmann、Baum、Currie利用哈勃望遠鏡所發現。
  • 天王星光環被發現 黯淡且薄沒有土星環漂亮耀眼
    我們都知道土星周圍有著美麗的光環,甚至你可以用後院的望遠鏡就能看到它們。但是你知道天王星也有光環嗎?1977年3月10日,由詹姆斯•艾略特、愛德華•杜漢姆和傑西卡•明克組成的天文小組首次發現了天王星的光環。200多年前,當威廉•赫歇爾第一次發現天王星時,他也報告說看到了光環,但那可能是不可能的,因為天王星的光環非常暗且薄。
  • 卡西尼探測器在土星軌道上傳回照片,上面的內容,顛覆科學家認知
    慧緣開運講壇:在卡西尼號拜訪土星之前,人類對土星的認識全部來自飛掠探測器先驅者11號和旅行者1號與2號,它們分別在1979年9月、1980年11月以及1981年8月高速掠過土星,而且旅行者1號還專門變軌探測了科學最感興趣的土衛六,因為科學家在土星的第六顆衛星上發現了濃厚的大氣層
  • 遍布臭雞蛋味的衛星,上榜最恐怖星球,僅憑臭味就能燻死一個人
    筆者-小文除了地球以外,太陽系內的地獄星球比比皆是,而木星和土星就是兩個典型的例子,木星作為太陽系內質量和引力最大的星球,足以將大部分闖進太陽系軌道的隕石吸引偏離軌道。而如果是人類發射的探測器的話,在接近木星大氣層附近時,就已經被這顆星球強大的引力撕碎了。此外,土星也不是什麼「好惹」的角色,土星的衛星是太陽系中數量最多的,多達82顆,而作為星體中罕見地擁有美麗「光環」的土星,雖然表面上看上去像一個天使。
  • 表面「焊痕」長達1300公裡,整顆星球是一艘廢棄的外星飛船?
    起初,「卡西尼號」探測器傳回的土星照片並沒有什麼異常,都和科學家們預想的差不多,但是當「卡西尼號」探測器拍攝並傳回土衛八這顆土星衛星的照片的時候,科學家在照片中發現土衛八竟然存在很多無法解釋的現象。科學家對這條神秘的凸起感到很疑惑,在太陽系中其他行星幾乎都不存在這樣的現象,怎麼土衛八這顆衛星就會出現這條凸痕呢?
  • 驚人發現:土星第一衛星可能真的有生命
    長期以來,土星的第一大衛星,土衛六「泰坦」,一直都令人著迷,因為它擁有大氣層,也是地球以外唯一在其表面上具有液態河流、湖泊和海洋的地方,還有活躍的天氣,儼然就是生命的搖籃。但和地球不同的是,它上邊的液體不是水,而是甲烷。
  • 土星——太陽系的璀璨瑰寶
    「熱」空氣土星的大氣主要由氫(H2)和氦(He)組成。6.微型 「太陽系」土星有53顆已知的衛星,另有29顆衛星等待確認——總共是82顆衛星。(註:以前為9顆等待確認,後新增20顆)2011年7月29日,卡西尼號用窄角相機在一幀內拍攝到了土星的五顆衛星。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SSI)7.閃耀的光環土星有最壯觀的光環系統,包含七個光環,它們之間有幾個間隙和間隔。
  • 驚人發現:人類離開地球有望,土星第一衛星可能存在生命
    一直以來,科學家都在積極尋找除了地球之外適合人類居住的星球。但是有些距離地球過遠,有些沒有水和空氣。而水和空氣,是構成生命的基本條件。因此,一直沒有找到合適的星球作為人類的第二故鄉。然而最新的一項研究發現,土星的第一大衛星,土衛六「泰坦」上面有水存在的證據。
  • 科學家發現地球存在第二顆衛星?一直環繞地球周邊,令人感到擔憂
    人類的腳步不滿足於現狀,通過發展我們有了衛星,有了火箭,有了能力向著太空走出第一步,而當第一步跨出之後,人類對宇宙變得非常感興趣。宇宙中有無數的行星,那麼是否在某個行星上有像人類這樣的智能生物。因此,人類現在正在逐漸探索地球以外的行星。期待著同外星智能生命進行交流。