土星環(huán)形成原因大揭秘

土星環(huán)簡介

1610年，伽利略帶著他的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了土星環(huán)，成為了觀察土星光環(huán)第一人。土星環(huán)是太陽系行星的行星環(huán)中最突出與明顯的一個，環(huán)中有不計其數(shù)的小顆粒，其大小從微米到米都有，軌道成叢集的繞著土星運轉(zhuǎn)。環(huán)中的顆粒主要成分都是水冰，還有一些塵埃和其它的化學(xué)物質(zhì)。

雖然環(huán)的反射能夠增加土星的亮度，但從地球僅憑裸眼還是看不見環(huán)。

土星擁有許多衛(wèi)星，至目前為止所發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星數(shù)已經(jīng)有六十多個。34顆的直徑小于10 公里，另外13顆的直徑小于50 公里，只有7顆有足夠的質(zhì)量能夠以自身的重力達(dá)到流體靜力平衡。

土星的衛(wèi)星中的幾顆存在于土星環(huán)環(huán)境中,大家都知道土星的潮汐力會引發(fā)衛(wèi)星解體,那么這幾顆衛(wèi)星是怎么形成的?又是怎么生存下去的?像土衛(wèi)十八和土衛(wèi)十五這樣奇怪形狀的衛(wèi)星究竟怎樣形成呢?

洛希極限致衛(wèi)星解體

當(dāng)一個小衛(wèi)星行進(jìn)到距離一顆行星一定距離內(nèi)時，行星產(chǎn)生的引潮力將撕裂這顆小天體，使其發(fā)生解體。這一距離天文學(xué)上稱為“洛希極限”。土星光環(huán)大部分就位于洛希極限距離之內(nèi)。

科學(xué)家們設(shè)想，當(dāng)初在形成土星光環(huán)時，那些不幸誤入土星洛希極限范圍而被撕裂解體的小天體剩下了較堅固的內(nèi)核部分。

土星環(huán)環(huán)境中衛(wèi)星怎么形成

科學(xué)家稱, 要在土星光環(huán)環(huán)境中形成具有我們目前所見到那么大小的衛(wèi)星，只有一種可能性。那就是從具有較大質(zhì)量的殘留內(nèi)核開始，表面逐漸累積松散的光環(huán)物質(zhì)，于是慢慢變大，最終形成衛(wèi)星。

通過這種方式，即使在非常靠近土星的位置上，同樣可能形成一顆衛(wèi)星。這樣的結(jié)果便是產(chǎn)生出位于光環(huán)區(qū)的小衛(wèi)星，其大小應(yīng)當(dāng)為其原始?xì)埩魞?nèi)核的兩到三倍，外部包裹了一層疏松的冰質(zhì)微粒。

去年在美國宇航局西南研究所進(jìn)行的一項模擬研究顯示，土星最初可能擁有數(shù)顆像土衛(wèi)六(Titan)大小的衛(wèi)星，但后來落入土星毀滅了。

當(dāng)時，由于土星施加的潮汐變形作用，這些大衛(wèi)星產(chǎn)生大量地?zé)幔瑢?dǎo)致外表冰雪融化，巖石物質(zhì)下沉入地下深處。并且由于強(qiáng)烈的引潮力，其表面物質(zhì)不斷遭到剝蝕，散入太空。

來自西南研究所行星科學(xué)董事會的羅賓卡耐普(Robin Canup)博士領(lǐng)導(dǎo)了這項研究，他說：“這項研究認(rèn)為光環(huán)物質(zhì)是原始的，它們和一些大衛(wèi)星的毀滅幾乎發(fā)生于同一時代。這就暗示，土星的光環(huán)，以及土星內(nèi)側(cè)，直到土衛(wèi)三(Tethys)位置的一些衛(wèi)星擁有相同的起源，標(biāo)志著土衛(wèi)六大小的幾顆大衛(wèi)星的最后歲月?！?/p>

土衛(wèi)十八和土衛(wèi)十五奇特外型

土衛(wèi)十八(Pan)是土星最內(nèi)側(cè)的一顆衛(wèi)星。它的軌道位于土星光環(huán)A環(huán)中的恩克環(huán)縫內(nèi)。

土衛(wèi)十五是土星衛(wèi)星中距其第二近的衛(wèi)星。它是在1980年由R. Terrile從旅行者號傳回的照片上發(fā)現(xiàn)的。土衛(wèi)十五好像是一顆A光環(huán)的牧羊衛(wèi)星。

美國宇航局卡西尼探測器拍攝到了這兩顆衛(wèi)星的近距離照片。上欄為土衛(wèi)十五(Atlas)，下欄是土衛(wèi)十八(Pan)。科學(xué)家們現(xiàn)在認(rèn)為它們極可能是和光環(huán)同時形成的。土衛(wèi)十八(Pan)和土衛(wèi)十五(Atlas)的外形確實非常獨特。

對于土衛(wèi)十八和土衛(wèi)十五的奇特外形又該如何理解呢?

科學(xué)家們猜測，答案就是吸積盤。這是宇宙中非常常見的現(xiàn)象，規(guī)模差異巨大。從行星吸積盤，到星系吸積盤。這個小內(nèi)核也有自己的吸積盤，當(dāng)這個吸積盤旋轉(zhuǎn)時，離心力使中部的物質(zhì)向外膨脹，并因此形成了一種蝶形的外觀。

法國巴黎第七大學(xué)的塞巴斯蒂安卡諾滋(Sebastien Charnoz)教授說：“我們的計算機(jī)模擬顯示，當(dāng)土星光環(huán)比較稀薄時，這種吸積過程將相當(dāng)迅速，并沿著原始的土衛(wèi)十八和土衛(wèi)十五內(nèi)核赤道形成吸積盤?！?/p>

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