澳门金莎娱乐网站土星环很年轻,关于土星卫星

作者: 科学科技  发布:2019-08-15

加利福尼亚州山景城NASA艾姆斯研究中心行星环专家Jeff Cuzzi表示,无论它是怎么发生的,来自卡西尼号探测器的两组新证据清楚地表明,与科学家长期以来相信的那样不同的是,土星环在距今45亿年前的早期太阳系中是不存在的。“它排除了原生土星环的故事。”Cuzzi说,“这就是它现在的样子。”

澳门金莎娱乐网站 1

经过12年的艰苦测量与分析,卡西尼号探测器上装载的宇宙尘埃分析器确定了微小陨石的流量,结果表明它“不符合一个古老环的特征”,即将发布新成果的博尔德市科罗拉多大学空间物理学家Sascha Kempf说。

澳门金莎娱乐网站 2

土星的光环似乎是太阳系中永久的固定装置,激发了诗人和科学家的想象力。但是美国宇航局的卡西尼号探测器今年在其最后几个月的观测中发现,这些光环可能出人意料的年轻——直到几亿年前,它们还不存在。研究人员在日前于路易斯安那州新奥尔良市召开的美国地球物理联合会的一次会议上报告了这一研究成果。

来源:NASA/JPL/Space Science Institute

科罗拉多大学行星科学家Larry Esposito说,总的来看,这两项结果对年轻的土星环来说是一个令人信服的例子。“长期以来一直认为土星环非常古老。”他说,“卡西尼号的这两个研究成果确实有力地证明了这些环是年轻的,可能在2亿年左右。”

从远处可以看到土卫二Enceladus迷人的南极喷流,在阳光照射下在背后,卫星本身在反射的土星光线中发出柔和的光芒。

研究表明,土星在生命中相对较晚的时间才获得了自己的“宝石”。如果有任何天文学家在地球上的恐龙时代凝视天空,他们可能会看到一颗裸露而乏味的土星。

NASA卡西尼号宇宙飞船于2005年9月22日拍摄的这张图片显示,以狄俄涅命名的冰质卫星土卫四漂浮于这颗巨大的行星前。

这一结论得到了另一组证据的支持,后者在当地时间本周三举行的会议上公布。一场持续不断的黑色微小陨石雨从太阳系的边缘落入土星,据估计,随着时间的推移,这将会使土星环中的原始水冰变暗。它们多久会变黑取决于撞击的频率,这是无法确定的。

来源:NASA/JPL/Space Science Institute

今年9月15日凌晨4时55分,卡西尼号探测器在土星的大气层中解体,这样做是为了防止探测器污染土星的卫星,包括土卫六和土卫二,这些卫星上可能存在生命迹象。卡西尼号探测器1997年10月15日发射升空,沿途造访过金星、地球、月球、小行星和木星,并于2004年抵达环土星轨道。近20年间,卡西尼探测任务大幅刷新了人类对土星的认识,包括它的复杂光环、类型多样的卫星体以及磁场环境等。它曾获得一系列重大发现,如土卫二存在全球性海洋、土卫六上存在液态甲烷海洋、在土卫二喷出的羽流中探测到氢等。

2015年当任务接近尾声时,NASA卡西尼号宇宙飞船穿过土卫二 Enceladus 喷发的水柱时探测到了氢分子。这有助于加强土卫二Enceladus的宜居性,因为氢是地球上热液喷口附近茁壮成长的生物的重要食物来源。

但是现在,在卡西尼号探测器撞向土星大气层之前的最后22次飞行中,有5次搜集的数据使得B环的质量成为了焦点。意大利罗马萨皮恩扎大学行星科学家Luciano Iess于12月12日在AGU会议上宣布了这一消息。Iess是卡西尼号探测器无线电实验小组的负责人,该小组利用探测器无线电信号中微小的多普勒频移确定其所环绕的物体的质量。

  1. 为什么有些卫星拥有液态水海洋,而另一些则却十分干旱?

就在那时,一场巨大的灾难袭击了这颗气态巨行星。或许是一颗流浪的彗星或小行星撞击了一颗冰冻的卫星,随后把它的残余物抛到了轨道上。又或者是土星卫星的轨道不知出于什么原因移动了,由此产生的引力牵引将一颗卫星撕得粉碎。

土星的主要卫星或将永远围绕这颗行星运行,但一些更小更脆弱的环状卫星可能会消失。由土星环内的松散物质产生的较年轻的小卫星更有可能发生毁灭性的碰撞,并被重力潮摧毁。

随着卡西尼号探测器在最后一段时间开始穿过土星和土星环之间的空隙,该团队就可以分辨出土星环的引力,并由此获得它们的质量。Iess说:“核心值是0.4个土卫一的质量。”如果把质量与年龄联系起来的理论是正确的,他补充道,“这是一个清晰的迹象,表明土星环与土星并不是一起形成的。”

在这引人注目的景象中,我们可以看到土卫二Enceladus的间歇泉盆地,以及面对着土星的巴格达和大马士革裂缝的尽头。间歇泉的源头是土卫二Enceladus的地下液体海洋。

第一组证据来自于土星环的质量。多年来,许多科学家倾向于土星环具有巨大的质量,甚至比土星的卫星土卫一更重,这主要缘于土星的主环——B环不透明、稠密的外观。只有数十亿年前才有足够的物质用来形成一个巨大质量的土星环——当时的早期太阳系中充满了小行星体。

来源:NASA/JPL/Space Science Institute

这种流量比卡西尼号之前的估计高了大约10倍,它表明土星环的年龄大约在1.5亿年到3亿年之间,甚至更年轻。“我们的测量方法是最直接的方法。”Kempf补充说,“你已经无法做得更多。它必须是年轻的。”

参考

与土星相伴的13年间,卡西尼号探测器曾发回大量数据资料,仅图像就差不多40万张。科学家依据这些信息,已发表了约4000篇科学论文。NASA还依据这些信息设计了前往木卫二的探测计划,以及未来十年间的其他太空探测项目。尽管卡西尼号探测器已经结束了自己的使命,但科学家表示未来仍有可能带来重大发现,例如,来自探测器的数据将有助于确定土星环的实际年龄及其磁场的持久性。

澳门金莎娱乐网站 3

来源:NASA/JPL

我们认为土星的卫星不全是同时形成的。事实上,现在仍有一些小卫星正在土星环的外边缘形成。其中一些卫星,包括最小最靠近土星的主要卫星,土卫一Mimas,可能是由构成土星环的相同物质所构成,这就意味着土卫一Mimas的年龄也可能比我们之前所想的要年轻得多。构成它的物质可能包括散裂在在土星周围的彗星和小行星的碎片。或者也可能是一些早期卫星由于碰撞形成碎片或被引力迁移而太过于接近土星,在其强大的引力作用下被撕裂。另外一种理论认为在太阳系形成后10亿年左右,行星位置发生了重排,同时也影响了周围的小天体,它们由于引力作用被抛掷的到处都是并不断发生碰撞,为构成新卫星提供了潜在的材料。

2006年3月13日,卡西尼号宇宙飞船上的窄角相机拍下了这张土星及其光环的照片,照片中土星环处于边缘位置。该照片中还出现了土卫一Mimas和土卫十Janus,和土卫三Tethys。

图中显示的是环内卫星土卫三十五达佛涅斯当在基勒环缝(Keeler Gap)内运行时,会在环粒子之间激起“波浪”

澳门金莎娱乐网站 4

它们很可能已经存在了数十亿年,因为卫星形成之后,很难形成地下海洋。尽管巨大的撞击被认为是一种可能性,科学家们仍未找到一个明确的解释来说明土卫二Enceladus上的海洋最初是如何形成的。相对而言,土卫六Titan的海洋可能是40多亿年前与其卫星本身同时形成。它可能是被土卫六Titan深处的放射性衰变热熔化的结果,可能是被撞击产生的热熔化的结果,也可能是这些因素综合作用的结果。由于土卫六Titan的轨道离土星太远,可以排除引力牵引产生的热量。

澳门金莎娱乐网站,实际上,土星环正在消失,存立其中的小卫星们也正在消失。研究人员认为它们或许会在1亿年内消失。在重力作用下,土星环逐渐被拽入土星,形成一场由冰粒雨,冰粒大小如尘埃。

澳门金莎娱乐网站 5

科学家们判断土星年龄的方法之一是通过观察卫星围绕土星运行的距离。行星和其卫星之间的引力就像是一场拔河比赛,在一段非常漫长的时光中缓慢地将卫星轨道不断推离行星。(比如月球每年都在以指甲生长的速度远离地球。)最近的研究表明,如果土星的卫星和太阳系一样古老,那些靠近土星环的卫星现在应该已经被推到很远了。这一结论与布满陨石坑的卫星表面所表明的年龄相矛盾,但为现阶段探索土星系历史提供了新的思路。

  1. 卫星们会永远陪伴土星吗?

那么,它们是在远离土星吗?从某种意义上来说,是的,就像地球的卫星月球一样。不过,所涉及的时间很可能比太阳系的预期寿命还要长。

  1. 卫星上的海洋和地球海洋相似吗?

土卫一Mimas最近才刚刚形成了环外缘,并开始向右移动。

土卫六Titan只有地球的一半大小,其迷人之处不仅在于其内部的海洋,还在于其稠密而富含氮的大气层,以及复杂的碳化学成分。无论否有生命存在,土卫六Titan都是一个生命化学的优良天然实验室。

  1. 土星的卫星都是同时形成的吗?

澳门金莎娱乐网站 6

来源: NASA / 喷气推进实验室/空间科学研究所(Space Science Institute)

木星是一颗比土星还要大的气态巨行星,它有四颗大卫星(截至2019年,已知的79颗木星卫星中)。这四个卫星被称为“伽利略卫星”,是以17世纪初第一次发现了它们的天文学家伽利略的名字命名的。这四个卫星分别是为木卫一伊娥、木卫二欧罗巴、木卫三盖尼米得和木卫四卡利斯托。而土星只有一个与之体积相当的卫星,即土卫六Titan。我们不知道为什么木星的大型卫星完好无损,但土星的大部分卫星却似乎被土星的引力和碰撞撕裂成碎片。一种可能性是木星大型卫星的轨道距离木星较远,被木星引力撕碎的风险就相对较低一些。

来源: NASA/JPL/Space Science Institute

本文由金沙国际唯一官网发布于科学科技,转载请注明出处:澳门金莎娱乐网站土星环很年轻,关于土星卫星

关键词: