對光環

長期的觀測顯示,主要由冰塊構成的土星光環大約形成於1000萬至1億年前,也就是說,相對於已經存在了45億年之久的太陽系,它們是非常“年輕”的。土星光環中目前的狀況就像是在進行一場規模龐大的“雪仗”。

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據國外媒體報導,“卡西尼”號探測器最近傳回地面的數據證實了科學家們早前的一種假設:土星光環只是一個尚處於發展階段的年輕系統的一部分。“卡西尼”號攜帶的紫外線成像分光計記錄下了土星周圍各種氣體含量的變化情況。在處於外側的E層光環周圍,氧氣的含量上升了幾乎50%。科學家們暫時還未查清導致這一情況的具體原因。

簡介

科羅拉多大學的天文學家LarryEsposito認為:“一種可能的解釋是--一些由冰構成的土星衛星在不斷地與E層光環發生著碰撞。”這些較小的衛星目前還無法直接觀測到,但天文學家們推測,它們不但存在,而且還在對光環的形狀產生影響。長期以來一直有人認為,土星光環由各種體積各異的物質組成--從微小的冰屑到巨大的石塊和冰塊。較大冰塊間的不斷撞擊產生出了許多較小的冰片,而表面積的不斷增大加快了對其中凍結的氧原子的釋放速度,從而造成土星光環中氧氣含量的上升。
在“卡西尼”號飛抵土星的過程中,紫外線成像分光計拍攝到了大量由氧氣構成的圓形雲層。這些雲層使土星半徑增加了3-8倍,幾乎將整個E層光環也囊括在內。這些雲層中的氧原子不斷地吸收陽光,同時自身也在釋放紫外線。據觀測,土星光環區域氧氣的釋放量曾在去年2月份時達到了頂點--在兩個月的時間內,高溫電漿共使E層光環中新增了大約5億公斤重的氧氣。

觀點

南加利福尼亞大學的天文學家DonaldShemansky稱這一過程為“電漿對光環的吞噬”。他認為,等離子微粒只能滲入到冰塊中不太深的地方,因此隨著冰快面積的增加(較大的冰塊發生碰撞,不斷破碎,導致出現這一情況),氧氣的釋放過程正在加速。據DonaldShemansky估算,以目前的消耗速度,如果沒有其他的補充來源,E層光環將在1億年後完全消失。
不過,土星光環絢麗的色彩證明,它們也在獲得某種補充。科學家們認為,這些色彩的存在表明光環受到了“污染”。當隕石墜向土星表面時,它們通常也會在光環中殘留下一些自身的物質--它們在造成“污染”的同時也減緩了光環的消失。LarryEsposito表示:“光環越髒,它們消失的速度就會越慢。在最近的1000萬至1億中,土星光環可能曾補充過一些新鮮物質。而較為明亮的A層光環說明,隕石很難抵達這裡。”
當然,土星衛星上發生的火山噴發可能也會為光環帶來一些新的物質。科學家們將繼續監測土星周圍氧氣的含量。LarryEsposito表示:“藉助“卡西尼”號傳回的數據,我們現在距離最後解開土星上氧氣雲團本質的日期已經不遠了。”

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