一項新的研究表明，兩顆可能曾經(jīng)繞土星運行的古老冰衛(wèi)星之間的碰撞可能產(chǎn)生了土星標志性的光環(huán)系統(tǒng)。
土星可能是太陽系中最引人注目的行星，但它也可能是最令人難以置信的行星之一。這顆氣態(tài)巨行星被一系列七個同心環(huán)包圍，并由 245 個衛(wèi)星組成的大軍圍繞其運行。
一項新的研究可能找到了土星之謎之一——土星環(huán)的起源的答案。這項研究基于數(shù)十次計算機模擬，使用了美國航空航天局（NASA）西尼號任務(wù)收集的數(shù)據(jù)，該任務(wù)在 2004 年至 2017 年間繞土星運行了 13 年。探測器發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成土星環(huán)的物質(zhì)由伽利略·伽利雷于 1610 年首次觀測到，由冰組成。碎片非常原始且未受灰塵污染?？ㄎ髂崽柕陌l(fā)現(xiàn)表明，標志性的土星環(huán)一定相當年輕，只有幾百萬年的歷史，而且在太陽系 45 億年歷史的大部分時間里，標志性的土星看起來要平淡得多。
這項新研究背后的研究人員是由 NASA 和英國杜倫大學(xué)的專家組成的團隊，他們推測這些環(huán)可能是由兩顆古老的冰衛(wèi)星最近發(fā)生的碰撞形成的。他們使用強大的超級計算機模擬了近 200 個此類碰撞場景。
結(jié)果表明，兩顆衛(wèi)星之間的碰撞可以解釋這些環(huán)的存在，這兩個衛(wèi)星的大小與土星當前的衛(wèi)星土衛(wèi)六和土衛(wèi)五（直徑分別相當于地球衛(wèi)星直徑的三分之一和略低于一半）。
“我們測試了土星環(huán)最近形成的假設(shè)，發(fā)現(xiàn)冰衛(wèi)星的撞擊能夠?qū)⒆銐虻奈镔|(zhì)發(fā)送到土星附近，形成我們現(xiàn)在看到的環(huán)，”物理系副教授文森特·埃克（Vincent Eke） /杜倫大學(xué)計算宇宙學(xué)研究所在一份聲明中表示。
盡管土星環(huán)幾乎完全由冰構(gòu)成，但科學(xué)家認為土星的冰衛(wèi)星具有巖石核心。模擬證實，冰碎片和巖石碎片在碰撞后會以不同的方式分散，使巖石合并成新衛(wèi)星，而冰會分散在靠近土星表面的軌道上。
環(huán)只能在羅希極限內(nèi)的天體周圍形成，在羅希極限內(nèi)，繞軌道運行的物質(zhì)的引力弱于其繞軌道運行的天體的潮汐力。
模擬顯示，許多假設(shè)的碰撞會將大量冰注入較低高度，而巖石會在較高軌道上聚集在一起。
?？苏f：“這種情況自然會導(dǎo)致富含冰的環(huán)，因為當祖衛(wèi)星相互碰撞時，碰撞體核心的巖石分散得比上面的冰要小?！?/p>
土星被冰覆蓋的衛(wèi)星引起了科學(xué)家的極大興趣，因為其中一些衛(wèi)星，例如微小的土衛(wèi)二，可能擁有適合生命出現(xiàn)的條件。關(guān)于土星及其過去，科學(xué)家們還有很多不了解的地方，這項研究的結(jié)果只是破解土星之謎的一小步。
該研究發(fā)表在 9 月 27 日的《天體物理學(xué)雜志》上。
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