土星环正在消失的原因土星环形成原因组成部分简介

 土星环正在消失的原因是什么？土星环形成的原因是什么？土星环组成部分有哪些？土星环有什么特性？小编这就为你一一解答：

土星环正在消失

美国航天局一项新研究显示，土星正在“吃掉”环绕运行的土星环，这一主要由水冰组成的颗粒带可能不到1亿年后就不复存在了。发表在新一期美国行星科学期刊《伊卡洛斯》上的这项研究说，土星的引力正在将这些颗粒吸入上层大气，仅这种作用就会让土星环在3亿年后消失。如果将美国土星探测器“卡西尼”号此前发现的落向土星赤道的“环雨”考虑在内，土星环不到1亿年后就会消失。

美国宇航局戈达德太空飞行中心詹姆斯·多诺霍说：我们估计，这些‘环形雨’在半小时内就会从土星环排出大量的水，这些水可以填满一个奥林匹克大小的游泳池。

科学家们曾估计这些环将在3亿年内消失，但NASA最新的“卡西尼号”任务的观测显示，土星环物质被探测到落入土星赤道，而土星环的寿命还不到1亿年。与土星长达40亿年龄相比，这只是一眨眼的功夫。

土星环正在消失的原因

土星环大部分是大块的水冰，大小从微小的尘埃颗粒到几码(米)宽的巨石不等。土星的引力想把环粒子拉回行星，而轨道速度想把环粒子抛向太空。微小的粒子可以通过太阳的紫外线或环上的微流星体轰击所产生的等离子体云来带电。当这种情况发生时，这些粒子可以感觉到土星磁场的拉力，磁场在土星环处向行星内弯曲。

在土星环的某些部分，一旦带电，这些微小粒子上的力平衡就会发生巨大变化，而土星的引力会把它们沿着磁场线拉进上层大气。一旦到达那里，冰环粒子就会汽化，水就会与土星的电离层发生化学反应。这些反应的一个结果是被称为H3+离子的带电粒子寿命的延长，H3+离子由3个质子和2个电子组成。

当受到阳光照射时，H3+离子在红外光中发光，这是由奥多诺霍团队使用连接在夏威夷莫纳基亚的凯克望远镜上的特殊仪器观测到。观测揭示了土星南北半球的发光带，在那里与土星环平面相交的磁场线进入了土星。他们分析了这束光，以确定土星环的降雨量及其对土星电离层影响。

他们发现，降雨量与30多年前康纳尼及其同事得出的惊人高值惊人地吻合得非常好，其中南部的一个地区降雨量最大。研究小组还在南半球高纬度地区发现了一条发光带。这是土星磁场与土卫二轨道相交的地方，土卫二是一颗地质活动活跃的卫星，它正在向太空发射间歇泉状的水冰，这表明其中一些粒子也正雨点般落在土星上。

这并不完全是意外，根据旅行者号图像中另一个狭窄的暗带，确定土卫二和e环也是丰富的水源。卡西尼号于2005年首次观测到这些间歇泉，据信来自这颗小卫星冰冻表面下的液态水海洋。

土卫二的地质活动和海洋使其成为最有希望寻找外星生命的地方之一。研究小组想知道土星环上的雨是如何随季节变化，随着这颗行星在其29.4年的轨道上运行，光环不同程度地暴露在太阳下。由于来自太阳的紫外线给这些冰粒充电，并使它们对土星的磁场做出反应，不同程度的阳光照射应该会改变环雨的数量。

土星环简介

土星环是太阳系行星的行星环中最突出与明显的一个，环中有不计其数的小颗粒，其大小从微米到米都有，轨道成丛集的绕着土星运转。环中的颗粒主要成分都是水冰，还有一些尘埃和其它的化学物质。

虽然环的反射能够增加土星的亮度，但从地球仅凭裸眼还是看不见环。在1610年，当望远镜第一次指向天空之际，伽利略虽然未能清楚的看出环的本质，但他还是成为观察土星环的第一个人。在1655年，惠更斯成为第一个描述环是环绕土星的盘状的人。

虽然许多人都认为土星环是由许多微细的小环累积而成的（这个观念可以回溯至拉普拉斯），并有少数真实的空隙。更正确的想法是这些环是有着同心但是在密度和著亮度上有着极值的圆环盘。在丛集的尺度上，圆环之间有许多空洞的空间。

在环的中间有一些空隙：有两条已经知道是与被埋藏在环中的卫星产生轨道共振引起的波动造成的，其它的空隙还不知道成因。稳定的共振，另一方面，也维系了一些环长期的存在，像是泰坦环和G环。

土星环形成原因

光环的形成原因还不十分清楚，据推测可能是由彗星、小行星与较大的土卫相撞后产生的碎片组成的。

土星光环结构复杂，千姿百态。光环环环相套，以至成千上万个，看上去更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成，大小相差悬殊，大的可达几十米，小的不过几厘米或者更微小。它们外包一层冰壳，由于太阳光的照射，而形成了动人的明亮光环。

长期以来，这条光环是如何形成的，一直是天文学家努力研究的热点问题。2010年12月《自然》杂志发表文章，讨论了有关此事的最新成果。文章说，几百万年前，一颗卫星在土星引力作用下与包围土星的大气相撞。随后，土星吸住“死星”外围冰块，最终成型了美丽光环。

此前，人们认为，土星光环是其卫星彼此相撞或者是外来星云与土星相撞的结果，不过天文学家发现，土星光环主要由冰构成（95%）。因此，它很可能是一颗“冰壳卫星”与土星外围物质相撞后的结果。这颗死星其他部分因重量较大而坠入土星大气层。

土星环组成部分

土星的光环其实可以分成几个不同的部分，最明亮 最宽阔的是 A 环和B 环，较暗的是 C 环。光环的各部分之间有明显的裂缝，最大裂缝的是 A 环和 B 环间的Cassini 裂缝，它是由 Giovanni Cassini 在 1657 年发现的。A 环内的 Encke 缝则是由 Johann Encke1837 年发现的。通过飞船的探测，人们还发现较宽的光环其实是由许多狭窄的小环组成的。

土星环的特点

一、土星环的延伸

土星光环除了明亮还又宽又薄。土星环延伸到土星以外辽阔的空间，土星最外环距土星中心有10~15个土星半径，土星光环宽达20万公里，可以在光环面上并列排上十多个地球，如果拿一个地球大小的球体在上面滚来滚去，其情形如同皮球在人行道上滚动一样。

主要的土星环宽度从48公里到30.2万公里不等，以英文字母的头7个命名，距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E.土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成了土星和土星环。

土星光环又很薄。我们在地球上透过土星环，还可见到光环后面的侧面闪烁的星星，土星环估计最厚不超过150公里。所以，当光环的侧面转向我们时，远在地球上的人望过去，150公里厚的土星环就像薄纸一张——光环“消失”了。每隔15年，光环就要消失一次。

奇异的土星光环位于土星赤道平面内，与地球公转情况一样，土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角，这个27°的倾角，造成了土星光环摸样的变化。我们会一段时间“仰视”土星环，一段时间又“俯视”土星环，这种时候的土星环像顶漂亮的宽边草帽。

另外一些时候，它又像一个平平的圆盘，或者突然隐身不见，这是因为我们在“平视”光环，即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。在1950~1951年、1995~1996年，都是土星环失踪年。

二、土星环的环辨

土星环里还藏着一个不太亮的光点，那正是我们的地球。不过将土星环说成由卫星演变而成也许并没有错，通过“卡西尼”号2007年传回的数据，科学家至少在土星的一条光环——G环上找到了足以验证这个理论的依据。

G环位于土星环的外侧，1979年，“旅行者”号飞经土星时偶然发现了这条环，环的附近就是土卫一，它离G环只有1.5万千米，可是G环却并没有被土卫一分解成灰尘云。借助“卡西尼”号发回的数据，科学家发现，G环的内侧有一道明亮的弧状结构，它是由直径数十米的岩石构成的，正是这些岩石被不断碰撞后分解成了G环的一部分。

科学家解释说，G环内曾经存在过一颗卫星，但不知是什么原因，它解体了，演化成了环，而“卡西尼”号恰巧看到了这个演化过程的最后一幕。

与G环相邻的F环也是科学家们极感兴趣的一条光环。这个环的奇特之处在于它时常改变外形使自己变成一种扭结的形态。科学家推测：F环中可能存在着尚未发现的小卫星，当它们穿过这个环时，会对环的外形产生影响。

2008年6月，科学家在《自然》杂志上公布了他们对这个环的最新的研究结果，他们说，F环中确实有这样的小卫星，而且，这个环还受到土卫十六和土卫十七的影响，它们分别位于F环的内侧和外侧，其共同的作用会束缚和挤压F环，导致它发生交错现象。

土卫十六还沿着一个椭圆的轨道穿行于F环，每次穿行都会在F环上拖出一道沟，由此产生的引力使F环弯曲和拉伸，从而扭结成一个螺旋的形状。科学家说，对于F环的研究意义重大，它有助于我们认识其他气体巨星的环的行为，这种复杂的环与卫星的互动关系会成为我们认识行星环的重要依据。

与F环相比，土星的A环和B环吸引了科学家们更多的视线。科学家在A环中频频发现新的块状物，它们的直径多为100米左右，其数量已达几十个之多。这使科学家们意识到，土星周围这样的小卫星非常多，可能以数百万计，而A环中的土卫十八和土卫三只是其中的最大者，这表明土星环中的物质形态除了较大卫星和较小的颗粒外，这种“中间大小”的物质亦非常重要。

这一发现将有助于人类对土星环乃至于整个太阳系形成理论的重新认识。A环与B环仅一“缝”之隔，这个“缝”就是卡西尼缝。跨过卡西尼缝就是宽阔的B环，存在于B环上的最大谜团是它上面的辐射条纹，它们是一些由静电造成的尘埃云团，在20世纪80年代便被发现了，然而直到现在，对它们的解释依然是众说纷纭的。

一种解释是，它们产生于土星上的雷暴和闪电，另一种解释则归咎于陨星的碰撞或太阳风粒子的冲击。科学家发现，这些条纹的亮度似乎随土星季节的转换而发生明暗变化，在土星的春秋时节最为明显，8月，土星将过分点，届时从事卡西尼任务的科学家们将对B环进行仔细的观测，也许B环上的辐射条纹之谜会于不久之后得到更加合理的解释。

正在消失的土星光环

2018年12月，美国航天局一项新研究显示，土星正在“吃掉”环绕运行的土星环，这一主要由水冰组成的颗粒带可能不到1亿年后就不复存在了。

而在之前，2009年的大部分时间，当你拿起望远镜观测土星时，也许你会有些失望，因为你会发现，这顶“空中草帽”中的最好看的部分——帽沿儿，也就是土星环，仿佛消失了，它变成了一条细细的直线。

1610年，当伽利略将他自制的望远镜对准土星时，他看到的就是土星环将要变成一条直线时的情景。在他的望远镜里，光环的两端仿佛像两只“耳朵”，当时的伽利略并没有意识到那是土星的光环，他认为土星是由大小不一的三颗星组成的。直到半个世纪后，这个疑团才由惠更斯解开，他用更先进的望远镜观测了土星，并宣布土星具有一个光环。

土星环给人最为强烈的印象是：异常明亮且薄如纸。2007年初，“卡西尼”号土星探测器运行到一个可以俯视整个土星环的轨道平面上，它这时发回的照片展示了土星环整个环系的全貌，它环环相连，仿佛一圈圈色彩亮丽的跑道环绕着其间巨大的土星。

根据科学家们先前的估计，如果将组成土星环的材料做成一个星球，这个由尘埃和冰构成的星球可以做得和土卫一一般大小。土卫一的直径为390千米，而土星环的宽度达25万千米，如此来说，土星环的平均厚度只有几十米。不过科学家们对土星环的质量和密度有了新的看法，他们发现土星环虽然看起来很平滑，但很多地方其实是由块状物构成的，这表明人们可能低估了土星环的质量和它的物质密度。

土星环的结构极为复杂，它的内侧多尘埃，而外侧则以水冰为主。它的主环根据离土星从近到远的顺序分别被命名为D、C、B、A、F、G和E。其实，土星环可以说多得数不胜数，仿佛一张巨大无比的密纹唱片，其上的光环成千上万。

关于它们的形成，观点有两种，一种是由法国天文学家爱德华·洛希提出的，他认为土星环曾是土星的一个卫星，后因其轨道离土星太近而被土星的潮汐力撕裂，从而形成了光环。

第二种观点认为，土星环是土星形成之初原始星云的一部分，这个理论一直不为多数人所接受，因为他们认为土星环的年龄只有几百万年，至多也就一亿年，而土星则有几十亿年了，然而最新的研究却显示，土星环相当古老，它可能已经存在45亿年了。