什么是土星环?

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什么是土星环?

土星是太阳系中的第六颗行星,也是我们太阳系中的第二大行星。几颗行星都有环,但土星冰冷、复杂的环是这颗行星的名声。土星是一个由氢和氦组成的气态巨行星。

土星最早是在古代人类肉眼看不见的情况下被发现的。这颗行星以罗马农业和财富之神的名字命名。土星也是罗马神朱庇特的父亲,所以天然气巨头根据他们的名字共享一个家族血统。





美国宇航局的土星任务

土星 ClaudioVentrella /盖蒂图片社

美国宇航局已经派出了四艘机器人航天器,先驱者 11 号、航海者 1 号、航海者 2 号和卡西尼号来观测土星。他们收集了大量关于土星环的数据。这些环实际上是由环绕地球的极快的强风保持在适当位置的粒子带。这些环大约有 400,000 公里或 240,000 英里宽。为了正确看待这些测量,土星环的宽度等于地球和月球之间的距离。土星周围有 100 到 500 个环。



戒指的组成

土星环 forplayday / 盖蒂图片社

土星环只有 100 米或 330 英尺厚。形成环的颗粒大小从微小到公共汽车大小不等。科学家认为,巴士大小的大颗粒是坚硬的雪球或包裹在冰中的岩石。这些环由微小的颗粒组成。大多数颗粒是冰和水,含有微量的岩石物质。

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卡西尼号

卡西尼环土星 Bobboz /盖蒂图片社

载有惠更斯号探测器的卡西尼号飞船于 1997 年发射升空。它是第一个真正到达土星轨道的飞船,它于 2004 年 7 月抵达土星。卡西尼号绕土星运行了 13 年,收集了大量有关土星环的数据。惠更斯号探测器随后被派降落伞进入土星最大的卫星泰坦的大气层。卡西尼号于 2017 年 9 月通过潜入土星大气层获取最后一组数据来结束其任务。

土星

土星环 Chayanan /盖蒂图片社

土星是一个巨大的气态巨行星,足以容纳 760 个地球。它也是我们太阳系中密度最小的行星。土星实际上比水密度小,这意味着这颗行星会漂浮在足够大的水体上。低密度是土星组成的结果。这颗行星主要由两种最轻的元素组成,氢和氦。土星大气中的黄色和金色带来自高层大气中令人难以置信的快速风。土星赤道附近的风速可以达到每小时 1,100 英里。



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土星的自转

土星旋转环 约翰内斯·格哈杜斯·斯瓦内普尔 / 盖蒂图片社

土星的自转速度比木星以外的任何行星都快。快速自转导致土星围绕赤道膨胀并围绕两极变平。土星在赤道比在两极宽 8,000 英里。土星需要 29 个地球年才能完成它自己的一年。这看起来很奇怪,因为土星的自转速度如此之快,但也必须考虑到行星的大小。土星北极的巨大六边形是航海者号首先发现的,但卡西尼号再次找到了它。它有 7,500 英里宽,似乎深入地球 60 英里。科学家们不确定六边形是什么。

土星环的结构

土星 作者/盖蒂图片社

土星环类似于一个具有不同密度和亮度浓度的圆盘。粒子密度显着下降的许多间隙散布在整个环中。由土星卫星引起的不稳定轨道共振的已知位置也存在间隙。同样由卫星引起的稳定共振对于包括泰坦环和 G 环在内的几个环的持久性至关重要。

环雨

环雨环 ClaudioVentrella /盖蒂图片社

土星上正在发生一种称为“环雨”的现象。研究人员知道环雨是由从土星环中抽出的水组成的降水。科学家们在 2011 年从夏威夷观察了几个小时的降雨。土星环雨中存在一种特殊形式的氢,在红外光下发光。科学家通过观察氢气来判断环形雨的体积和位置。



失去土星环

土星 dottedhippo /盖蒂图片社

在他们的观察时间内观察到的环雨量足以每秒从土星环中移除 925 至 6,000 磅的物质。科学家们利用环雨的速度和体积以及土星环的当前质量计算了环的 3 亿年预期寿命。卡西尼号在土星内部发现了另一种称为“坠落”的环形雨。当将落入量加入之前的计算中时,科学家们意识到土星环可能会在不到 1 亿年的时间内消失。这似乎是一个不可能的很长时间,但就太阳系而言,它根本不长。科学家们认为,木星、天王星和海王星曾经有过非常像土星的环,但现在这些行星周围只有细小的环。

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菲比戒指

戒指菲比戒指 Chayanan /盖蒂图片社

土星周围的七个最大环的直径为 150,000 英里。菲比环是最大的,就像菲比是土星最大的卫星之一一样。菲比的短自转周期使卡西尼号能够获得有关月球和环的全面数据。菲比环在菲比和土星之间共享其轨道运动。科学家们认为,月亮菲比来自开普勒带,曾经有热量和液态水。

土星的卫星

土星环 dottedhippo /盖蒂图片社

土星由 150 颗卫星和小卫星环绕。所有的卫星都是冻结的,由水、冰和岩石组成。泰坦和瑞亚是最大的卫星。泰坦有一个复杂的、富含氮的大气层、液态甲烷湖和由冷冻氮形成的结构。一些科学家认为泰坦可能拥有生命,尽管它与地球上的生命大不相同。许多科学家认为,各种形状和大小的众多卫星在土星环的形成中发挥了作用。