土星环是怎么形成的,科学家用计算机算出了答案
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-13
本文来自微信公众号:SF 中文 (ID:kexuejiaodian),译:庞玮
因为独特的冰质圆环,土星是太阳系中辨识度最高的行星。
但土星环究竟是如何形成的,一直是一个难解之谜。
最近,麻省理工学院的科学家利用计算机模拟找到了一个可能的答案:土星这颗气态巨行星的环状结构和它将近 27 ° 的转轴倾角,也许都由一颗曾经存在的土星卫星造成。
那颗已经消失的卫星越出了自己的轨道,冲向土星,被土星引力拉扯得粉碎。
这项研究基于"卡西尼"号探测器搜集到的数据。"卡西尼"号曾在 2004 - 2017 年围绕土星进行探测。
科学家构建了数个计算机模型,用于追溯土星及其卫星的运行轨道。结果发现,在数十亿年前,土星至少比现在多一颗卫星,这颗消失的卫星被称为"蝶蛹"(Chrysalis)。
通过与"蝶蛹"之间的引力相互作用,土星的自转轴一直与海王星保持平行,但大约 1.6 亿年前,"蝶蛹" 的轨道开始变得不稳定,最终因为过于靠近土星而分崩离析。失去这颗卫星后,土星就无法与海王星保持同步,最终形成了现在的大自转倾角。
不仅如此,"蝶蛹"的一些碎片被土星引力俘获,不断碎裂,最终形成了标志性的环状结构。
科学家估计,"蝶蛹"的直径大约为 1500 千米,和目前土星的第三大卫星土卫八差不多。
研究负责人、麻省理工学院的行星科学家杰克・威兹德姆(Jack Wisdom)认为,尽管现在的研究结果已经很令人兴奋,但接下来还有很长的一段路要走。
"这颗卫星像一只蝶蛹,起初平凡无奇,然后突然 大放异彩,给土星戴上光环。我们的研究也像只'蝶蛹',或许会化茧成蝶。"他说。
土星卫星
目前,土星拥有 82 颗卫星,天文学家只命名了其中的 53 颗。最重要的两颗土星卫星是土卫一泰坦和土卫二恩克拉多斯。
泰坦是土星最大的卫星,直径 5150 千米,比太阳系最小的行星 水星还要大。
土卫二是土星第六大卫星,一直是天文学 家的热门研究对象,因为在其表面冰层之 下存在着液态海洋,这让它成为搜寻地外生命的目标星球之一。
原文刊载于《科学焦点》2022.11
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