土星辽阔而壮美的光环由什么构成?又是何成因?它最终会消失吗?
土星,一颗神秘且巨大的气态行星。太阳系八大行星之一,由内到外,土星处在第六的位置,距离太阳约15亿公里(10个天文单位)。土星质量约相当于95个地球,体积却比地球大750倍,在太阳系各行星中,它是仅次于木星的“二哥”。通过与地球的对比,可见土星的密度非常之低,仅为0.687 g/cm³,我们若是把土星丢进水里,它甚至都可以漂浮起来。
土星最令天文爱好者着迷的,我想非它那独一无二的光环莫属了。土星环最早由著名天文学家伽利略在1610年用望远镜观测到。1655年,天文学家惠更斯用精度更高的望远镜,首次证实了土星环的“环”状结构。1675年,天文学家卡西尼发现土星环实则是由众多的“环”共同重叠围绕而成,环与环之间存在巨大的空隙,其中,比较著名的“卡西尼环缝”间距超过4800千米,几乎能把水星塞在中间。除此之外,还有恩克环缝、基勒环缝等等。
整个土星环的范围大约是1600万千米,可以排列下上千个地球。土星环又被细分为D环、C环、B环、A环、F环等等。土星光环结构复杂,千姿百态。光环环环相套,以至成千上万个,看上去更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。当阳光照射在上面,便形成了靓丽动人的光环。组成这一圈圈明亮光环的其实并不是太空中的稀罕物,它们就是普通的冰和少量岩石残骸,小至颗粒尘埃,大如轿车、别墅。
比起土星环的构成物质,它的真实成因才是困扰了学界许久的难题,时至今日仍无定论。现在,主流的观点是土星环是土星日积月累的结果,土星强大的引力慢慢把周围的冰块和岩石残骸聚集成环,引力还把“魔爪”伸向了过路的小行星、彗星等。另一种观点是,土星原本有一颗较大的围绕其公转的卫星,但由于这颗卫星突破了洛希极限,以致被潮汐力撕成了碎块,最终形成了今天土星环。
“洛希极限”、“潮汐力”,我想看过由刘慈欣小说改编的著名科幻电影《流浪地球》的朋友一定不会陌生,影片的高潮部分,地球因为逼近洛希极限,险被木星撕碎。若真是那样,我们地球的物质便有可能成为环绕木星的星环。什么?木星没有星环!太阳系只有土星才拥有星环!其实不然,木星、天王星、海王星都拥有自己的星环,土星的一颗卫星——土卫五也有星环,它是太阳系唯一拥有星环的卫星。只不过,它们的星环范围很小,十分黯淡,远比不上土星环震撼,不易被探测到。从某种意义上来说,地球也有“星环”,围绕地球的大量人造卫星、太空垃圾、以及星云尘埃等共同汇聚成了我们的“星环”。
土星环还有一个神奇的现象,就是每隔15年就会“消失”一次,天文学家解释到,其实这背后并没有什么高深的原理。土星光环与土星轨道面有一个倾角:最大倾角是27度,最小倾角是0度。当倾角最大,我们“仰视”土星环,自然就能看见壮美的土星光环。而当倾角为零,我们“平视”过去,当然无法观测到“薄薄”的土星环的存在。据悉,上一次土星环“消失”是在2009年。
不过,近年来的研究显示,特别是根据卡西尼号探测器于2017年9月,人类探测器首次穿越土星环所传回的珍贵数据,科学家认为,土星环极有可能会在未来3亿年内真正消失,因为每时每刻,土星环内物质都在因为土星强大的磁场以及引力被“吸”回土星,土星表面形成了由冰块尘埃组成的环雨现象。
土星不仅有一圈圈明亮的光环围绕着它,在太阳系中,土星还是拥有卫星最多的行星,有多少个呢?数不清,无数个!因为从理论上说,土星环内较大的冰块、岩石都能算土星的卫星(有些诡辩啦)。到2019年,被正式确认的有82颗之多,超越木星,成为太阳系拥有卫星最多的行星。这众多的卫星中,有的拥有地下海洋,有的覆盖着厚厚的大气层,地表分布着山川、河流,还有的竟呈现出一幅“太极阴阳”图……
我们下次再聊……
(转载请取得授权,否则必究;本文图片源于网络,感谢原作者,若有侵权联系删除)