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美好事物總是短暫的!由冰構成的土星環,將在3億年后徹底消失?
2023/08/10

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土星是太陽系中第六顆行星,也是第二大的行星,以其赤道周圍的壯觀環而聞名。 土星環是太陽系最美麗的景象之一,也是天文學家研究土星系統形成和演化的重要線索。

土星環格外耀眼,從1610年以來,閃亮光環吸引著包括伽利略在內的眾多天文學家的目光,也讓他們困惑了幾個世紀。

直到1981-1982年旅行者一號、二號探測器飛越土星之后,土星的真面目才進一步揭開。旅行者號對土星光環所攝得的照片中,我們發現了 土星光環微粒在引力擾動下所呈現的一些暫現形態,一個動態的、有生命力的土星光環已經呼之欲出

土星光環是如何形成的呢?一直以來,這都是一個不停被探索的問題。不過,衛星或彗星的解體仍然是目前最好的解釋。

有些天文學家認為,土星有很多很多衛星,很久以前,一個或多個冰冷的衛星被土星的引力撕裂了,剩下的碎片可能就是形成土星環的原因。

也有天文學家認為,由于太空中有些飛過的彗星和小行星離土星太近,被土星強大的引力拖到了自己身邊。這些小行星和彗星被撞碎,碎片變成了光環。

土星的光環主要成分是冰,其大小從微小的顆粒到幾米不等,土星之所以特別明亮,是因為冰反射了陽光,而且 這些冰以非常快的速度圍繞著土星移動和旋轉

不過,土星的引力正在將土星環中由水冰組成的顆粒吸入上層大氣,在這種引力的作用下,根據NASA科學家的推測,每秒鐘有多達4400磅的水落到土星上,假設環雨的速率恒定,那麼 土星環會在3億年后消失

如果將美國土星探測器「卡西尼」

號發現的落向土星赤道的「環雨」(在重力的作用下,土星環中的塵埃顆粒和其它材料在不斷地降至土星地表)考慮在內,土星環將會在1億年內消失。

這些物質被土星的引力拉入大氣層,并在那里燃燒成灰燼。這種現象被稱為 「環雨」,是由于土星強大的磁場和太陽風的作用而產生的。

土星的磁場使環中帶電的粒子沿著磁力線向下運動,而太陽風則會撞擊和電離環中未帶電的粒子,使它們也受到磁場的影響。

土星的引力想把環粒子拉回行星,而軌道速度想把環粒子拋向太空。微小的粒子可以通過太陽的紫外線或者環上的微流星體轟擊所產生的的等離子體云帶來電。

這些粒子可以感覺到土星磁場的拉力,磁場在土星環處向行星內彎曲。在土星環的某些部分,一旦帶電,這些微小粒子上的力平衡就會發生巨大變化。

土星的引力會把它們沿著磁場線拉進上層大氣。一旦到達那里,冰環粒子就會汽化,水就會與土星的電離層發生化學反應。

另外, 環中的粒子還會相互碰撞,形成更大的物體,這些物體最終會被土星或者其衛星的引力捕獲。這個過程稱為「共振」。

土星環的「環雨」現象,對人類了解星球的形成和演變有巨大的作用。根據科學家們的探索和猜測,宇宙中許多行星的形成過程,可能都會經過這樣的階段。包括我們太陽系中的八大行星。

目前,NASA正計劃著一項 「土星探索任務」。該任務將在2025年發射一艘探測器,到達土星后將沿著不同的軌道飛行,對土星、土星環和它的衛星進行全面深入的觀測。

土星環的「壽命」大概只有3億多年,我們人類誕生的現在,恰好是土星環最為「壯觀」的時候,也是它剛剛誕生不久的時候。

在未來,人類可能會見證土星環從壯觀到衰弱直至消失的過程,這個過程將會與我們現在的一些有關太陽系的科學理論相印證,我們能夠見到如此美麗的土星環,也是一種莫大的幸運。

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