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土星環將在1億年內消失!但它們為什麼會消失?答案或許你想不到


2022年10月13日 - 宇宙小編  
 

太陽系的明珠,土星。一個由閃耀的塵埃和岩石組成的宏偉冰環包圍著的氣態巨行星。它靜靜地坐落於一個遙遠而又寒冷的區域,由於它那個壯觀而複雜的土星環,土星被認為是太陽系中第二個最易辨識的行星。

雖然太陽系中已知的四顆氣態巨行星都有環,但沒有一個可以像土星那樣可被觀察和令人印象深刻。和它毗鄰的行星一樣,土星也是一個巨大的質量體,主要由氫和氦組成。

它周圍有許多神秘的衛星伴隨,其中一些可能具備維持生命的合適條件,而且已經有一艘行星探測器造訪過它,最專用的就是美國宇航局的卡西尼號飛船。從2004年至2017年間,卡西尼號繞土星運行了294次,詳細揭示了這個龐大世界及其複雜環系統的真實景象。

這些環由幾十億塊碎冰與岩石組成,從微小的塵埃顆粒到巨大的厚塊都有,有些體積比撞沉泰坦尼克號的冰山還要龐大。從雲端仰望,你可以看到這些環呈現出白色的模樣,這一炫目的自然景觀中的每一部分都分別以不同的速度繞土星運行。

它從土星外延至175000公裏或282000公裏,這個耀眼的碎片環是太陽系最大的特征之一。但這大自然的景觀還會持續多久?科學家們一直很想弄明白,土星的形成是與這些標志性的環息息相關,還是說土星形成後再出現的環。

根據卡西尼號近距離收集的數據來看,這些環還相對年輕,可能僅在1000萬至1億年前形成。這意味著在恐龍時代,土星才變成我們今天所看到的行星模樣。這些環可能是由古老的小型冰衛星碰撞或被土星引力撕裂而形成的。

在一次突發的事件中,它被撕碎成上萬億個碎片,並成為太陽系中最獨特外觀的行星之一。不幸的是,這些宏偉的美景正在快速改變,根據旅行者號幾十年前收集到的數據和卡西尼號飛船最新收集的數據來看,組成這個巨大光環系統的微粒,正在被土星自身所消耗。

這一過程被科學家們成為“環雨”,據說是太陽紫外線輻射與微小流星體轟炸環粒子並使由水分子組成部分帶電的結果

之後這會導致土星強大的磁場影響這些粒子並將這些粒子折向土星本身。土星的重力拉動這種沿其磁場線運轉的帶電物質,最終導致粒子在進入土星的高層大氣時燃燒。在這個過程中,卡西尼號還探測到更多的環狀物質落入氣態行星赤道。經科學家們計算,每秒大約有22000 磅(約10噸)的環雨正在被分解,每半小時就能填滿一個奧林匹克規格的遊泳池。

土星閃耀的水晶光環使這顆行星極具辨識度,而土星光環仍需要不到 1 億年才會完全消失。雖然土星環的消失不會影響地球上的我們,但想到這顆無與倫比的巨大氣態行星的光環總有一天會消失,也不禁令人唏噓。

然而,幸運的是,我們生活的這個時代,科技可以把如此短暫而驚豔的美景拍照記錄下來,我們所有人都有機會近在咫尺般地觀賞它獨特的美。所以,如果你有望遠鏡,就將它對准土星,並親自欣賞它歎為觀止的景色吧!因為在未來的某一天,人類將觀察到一個與眾不同的星球。

相關知識

土星是太陽系中的第六顆行星,也是太陽系中僅次於木星的第二大行星。它是一顆氣態巨行星,平均半徑約為地球的9.5倍。<22><23>它只有地球平均密度的八分之一;然而,由於土星的體積更大,其質量是地球的95倍之多。<24><25><26>土星以羅馬的財富和農業之神的名字命名。

它的天文符號 (♄) 源自奧克喜林庫斯手稿1中的希臘文部分,手稿中把兩個希臘字母κ和ρ再加一個橫條組成符號作為 Κρονος (克羅諾斯,古希臘神話中的第二代神王) 的縮寫,也用作土星的希臘名稱。<27>16世紀時這個符號演變成類似一個小寫的希臘字母η,並在該字母頂部加上一個十字的模樣。

羅馬人將一周的第七天命名為星期六,Sāturnidiēs(“土星日”)代表土星。
<28>土星的內部極有可能由鐵鎳和岩石(矽和氧的化合物)組成。它的核心被很厚的金屬氫層包裹,往外是一個由液態氫和液態氦構成的中間層,再往外則是一個氣態外層。由於其高層大氣中有氨晶體,土星呈淡黃色。科學家認為金屬氫層內的電流導致了土星的行星磁場。該磁場比地球的磁場弱,但由於土星的體積較大,其磁矩是地球的580倍。

土星的磁場強度約為木星的二十分之一。<29>雖然外層大氣死氣沉沉且缺乏類似條件的參照星體,但是可能會出現長期生存的生物。土星上的風速可達1800公裏/小時(1100英裏/小時;500米/秒),其速度大於木星,小於海王星。

by:趙晶晶,趙老師


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