太阳系最美的土星环谁造的?来看土星小卫星如何神操作

我们知道卡西尼号前往土星的任务早在一年半前结束,但是关于土星的科学结果仍然来自于它收集的所有数据。当卡西尼号在最后几个月靠近土星时,它详细观测了这颗气态巨星的光环,并在光环和土星之间移动。终于,这种详细的观察向我们展示了卡西尼号近距离观测土星环的一个问题:土星环到底是怎么形成的?

首先,土星环系统中有大量的小卫星,这些小卫星与构成土星环主体的冰粒子相互作用。这就导致了环结构的各种形状和纹理,就像行星是如何在围绕恒星的原行星盘中形成的一样。这意味着光环就像一个实验室,科学家可以通过观察来了解行星的形成。这些关于卫星如何以各种方式塑造光环的新细节,为了解太阳系的形成提供了一个线索!

土星环是太阳系中最壮观的结构之一。这是2017年7月6日由卡西尼飞船窄角相机拍摄的土星环任何部分的最高分辨率彩色图像之一。这张图片显示了这颗行星B环内部中心的一部分。在卡西尼号飞船最后一次观察土星环时,它发现了从块状到稻草状的纹理和图案。这种多样性引发了一些问题:它们究竟是如何形成的,以及形成它们的相互作用的历史是什么。此外,环结构的颜色、温度和化学成分是如何变化的也是一个问题。但就像许多科学一样,这项研究既回避了新的问题,也揭示了一些现有的问题。

例如F环位于土星环系统的最外层边缘。尽管在它之外还有其他更短暂的环状结构,但它被认为是最外层的环状结构。在这项研究中,研究人员将焦点对准了F环中一系列具有相同长度和方向的撞击产生的条纹。他们的结论是,同时撞击圆环的撞击物群是罪魁祸首。这一点很重要,因为它排除了彗星碎片的原因,并强调了环绕土星的物质流在形成光环结构中所起的作用。

这张小卫星达芙妮的图片,直径只有8公里,达芙妮在基勒裂谷的外缘产生了三个结构。卡西尼号在2016年12月至2017年4月的环掠轨道上拍摄到的光环特写照片显示了三种不同类型的结构:团块结构、光滑结构和条纹结构。它们还清楚地表明,这三种类型存在于彼此边界分明的带中。这一现象的原因尚不清楚,因为科学家们无法确定与它有关的任何环的特征。

这张照片突出了土星环中发现的两种纹理。虽然非常不同,但它们彼此之间存在着密切的联系。左边是稻草状的结构,右边是块状的纹理。这告诉我们,光环的外观不仅取决于物质的多少。这些粒子的特性肯定有所不同,可能会影响到两个环状粒子碰撞和反弹时的情况。我们还不知道这是什么。

卡西尼号还有更神秘的发现,是由它的可见光和红外测绘光谱仪(VIMS)发现的。正如它的名字所示,它以可见光和红外线对光环进行了成像。VIMS在A环的最外层发现了异常微弱的水冰带。这是一个意想不到的发现,因为该地区是众所周知的高反射,高反射率通常意味着较少污染的冰,从而更强的水冰带。

虽然科学家们已经知道水冰是土星环的主要成分,但他们非常确定存在氨冰和甲烷冰等其他冰。但是VIMS既没有找到这两种冰中的任何一种,也没有找到有机化合物,考虑到卡西尼号之前发现的从D环流入土星大气层的有机物质,应该存在有机化合物。如果有机物质大量存在,至少在主要的A、B和C环中,我们就会看到它们。

这些对土星科学家来说是有趣的新发现,也是需要新模型来解释的谜题。但没有一个能超过卡西尼号最令人惊讶的发现:土星环比之前认为的要年轻得多。但是无论如何,我们看到了更多我们得到了新的、更有趣的谜题。

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