有人曾经告诉我,上帝创造土星时开心的不得了所以祂给土星带上了一个“戒指”。但这个人也告诉过我鸽子只是长了翅膀的老鼠而已。前者是再明显不过的错误,后者却还在被人争论。所以,土星环到底是怎么形成的呢?让我们接着往下看。
土星是我们太阳系的第二大行星,大到可以容纳下700个地球。土星周围还环绕着一圈十分漂亮的土星环。因为这两个特点,不论是普通观星者还是天文学家,都可以轻松地从天空中认出土星。土星并不是唯一一个拥有行星环的星球,木星,天王星和海王星也拥有星环。但是它们的星环都不及木星环明亮和集中。
当伽利略在1610年第一次观测到这颗行星时,他把木星环误认为是两颗位于木星两边的卫星。通过进一步观察,他发现星环常常因为与地球倾斜角度或者视线的变化而改变形状或者直接消失不见。从那以后,科学家开始沉迷于研究这种现象并且渴望破解它的构成。
(图源: Nasa.gov)
土星环近景土星环并不是一圈圈的太空岩石,而是真的由物质组成,这些物质小到细沙,大的能有一座山的大小。土星环的主要组成成分是水和冰的混合物,同时,经过成千上万年流星的撞击,这些星环又捕获了成吨的岩石。
土星环的形成有好几种假说可以解释土星环的形成。
流星说有一种假说认为,土星附近的流星和小行星屈服于这颗巨大行星无法逃脱的引力,被撕成碎片,从而形成了土星环。一些小行星甚至可能撞击到土星,从而产生的碎屑和灰尘落入到土星轨道,从此再也没有离开。
也有一种可能就是一场撞击导致另一场撞击,形成撞击的链式反应,大块的碎片不断变成更小的碎片,直到这个系统形成一个稳定的局面。尽管这个理论可以解释土星环的岩石成分,但它解释不了占了土星环90% 的冰水混合物的形成。