两三亿年前,土星环还不存在

2017年12月15日   文章来源:科技日报   房琳琳

  土星环看起来像是“土星”标配,激发了诗人和科学家的想象力。但《科学》杂志官网日前报道称,美国国家航空航天局(NASA)“卡西尼”号航天器最后几个月的观测结果显示,两三亿年以前,土星环还不存在。

  研究人员在近日举行的美国地球物理学联盟(AGU)会议上报告说,土星环如此年轻,天文学家如果在恐龙时期注视天空,很可能看到的是一个光秃秃的土星。

  “卡西尼”号提供的两个新证据清楚地表明,在45亿年前的太阳系早期,土星环一直不存在。NASA艾姆斯研究中心的星环专家杰夫·库奇说:“这一结果与原始的土星环故事迥异,但这就是它本来的样子。”

  第一证据来自确定了的土星环质量。多年来,由于土星主环B环不透明,科学家倾向于认定其质量较大,甚至大于土星卫星米玛斯(Mimas)。罗马第一大学行星科学家露西艾诺·伊斯在AGU会议上宣布,无线电实验小组利用“卡西尼”号无线电信号中的微小多普勒频移来确定轨道物体的质量,当“卡西尼”穿越土星和土星环之间的空隙时,团队测出了土星环的引力,由此测得其质量。伊斯说,土星环中心质量是米玛斯质量的40%。如果把质量与年龄联系起来会发现,土星环并非土星原始“标配”。

  另一个证据也在支撑这个结论。从太阳系边缘落入土星的微小陨石,预计会随着时间的推移使土星环中的原始水冰变暗,变暗速度取决于不确定的微小陨石下落速度。经过12年的艰苦测量和分析,“卡西尼”号上的宇宙尘埃分析仪已把微陨石通量固定下来,推算表明,土星环年龄在1.5亿到3亿年之间,甚至更年轻。

  两项研究为土星环的年龄提供了令人信服的证据。一直以来认为土星环很老的美国科罗拉多大学空间物理学家萨恰·凯牧夫说:“土星环的确很年轻,或许生成还不到2亿年。”

  总编辑圈点

  关于土星环的由来,有过不少猜测。其中一种认为,也许是流浪的彗星或小行星撞击到冰冷的土星卫星,把撞击后的残余物,抛到了土星轨道上。而小行星“称霸”是在几十亿年前,科学家一直猜测,土星环也同样古老。尽管上世纪“旅行者”号飞掠土星后对上述猜测提出了质疑,但直到现在,土星环生成年代才得到证实,差距还如此之大。太阳系果然处处是惊喜!

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