土星环可能是两颗卫星相撞的残余物

2023-10-03 16:47:45 来源：cnBeta

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土星环是太阳系中最具标志性的构造之一，但研究人员一直不清楚它们是如何或何时形成的。一项新的模拟研究表明，土星环的形成时间远比之前推测的要年轻，而且土星的卫星在最近的宇宙中经历了快速的变化。

最近发表的一项研究表明，土星环是在几亿年前两颗冰卫星相撞后形成的。其他证据表明，土星的轨道尘埃和一些卫星并不是与土星和太阳系的其他部分同时出现的。

高分辨率平滑粒子流体力学模拟（下图动画）支持这样一种可能性，即在不到十亿年前，两颗类似于狄奥和雷亚的冰卫星相互撞击。所产生的大部分碎片都沉降在土星的罗切极限内--超过这个点，重力就会把任何类似卫星的质量磨成一个环。

此外，漂移在罗切极限之外的碎片也可能凝聚成土星目前的卫星系统。2017年结束的卡西尼号任务对土星及其卫星的观测加强了这一理论，有证据表明土星环和卫星非常年轻。

土星环不断接收来自微流星体轰击的外来物质。然而，从积累的数量来看，这种活动比土星和太阳系其他大部分行星在 45 亿年前形成的时间还要晚。

此外，星环的质量正在不断下降，最终会随着颗粒漂移到气体巨行星的大气层中而消失。目前的损失速度表明，它不可能存在超过几亿年。此外，卫星的潮汐特性和瑞亚的轨道倾角表明，它们是最近才形成目前的形态的。

新发现与之前关于土星环和卫星的理论相冲突，之前的理论认为土星环和卫星与太阳系其他部分一样古老。较早的模型提出，早期的卫星或彗星可能是在 38 亿至 41 亿年前太阳系混乱的早期发生碰撞或分裂的，当时剧烈的撞击更为常见。另一种最新的形成假说认为，在大约一亿年前，在土卫六和木卫二之间运行的一颗木卫二大小的卫星落入了土星的罗切极限，但这还需要更多的测量。

关于土星卫星的另一个有趣发现是，根据最近多个任务的数据分析，它们正在加热土星的大气层。这一证据可以帮助天文学家找到太阳系外的环状行星。

对"卡西尼号"数据的进一步分析表明，土星卫星"恩克拉多斯"含有生命所需的全部六种成分。这项研究标志着科学家首次在地球之外探测到磷。

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