美丽的土星光环真的会慢慢消失吗?

土星的印象画

据美国行星科学杂志《伊卡洛斯》最近刊发的一篇论文称,英国莱斯特大学(University of Leicester)的研究人员已经证实,土星的标志性光环正在以所可能的最快速度衰减黯淡,并会最终消失。该校行星天文学副教授汤姆·斯特拉德(Tom Stallard)博士和曾在该校攻读博士的詹姆士·奥多诺霍(James O'Donoghue)博士经研究发现,在土星引力场的作用下,环绕它的冰环中的物质正在以冰颗粒的形式被拉向土星,从而导致土星环以极快的速度消失,而这是科学家根据“旅行者1号”和“旅行者2号”探测器几十年前的观测结果所估算出的最快速度。

同时也供职于美国航空航天局戈达德航天飞行中心(NASA Goddard Space Flight Center)的奥多诺霍博士介绍道:“据我们估计,每半小时土星环就会以‘环形雨’的形式流出相当于一个奥运会标准游泳池大小的水分量,而(照这个速度)整个土星环系统将在3亿年后消失。”他认为,这些环消失的速度甚至可能比这还要快。他强调:“除此之外,卡西尼探测器还曾探测到落入土星赤道区域的、来自土星环的物质,而土星环的寿命可能还不到1亿年。”

虽然1亿年听起来是很长的时间,但是与土星40亿年的寿命相比,其实相对短暂。斯特拉德博士解释道:“年轻的土星暗藏着一些令人吃惊的弦外之音。在地球的恐龙时代,土星环的规模和亮度可能要比我们今天所看到的更大更亮。在土星诞生后的很长一段时间之后,它周遭的环境一定经历了一些剧烈的变化,才让土星环变得如此巨大。”

“环形雨”存在的第一个迹象是来自“旅行者”探测器对一些看似无关的现象的观察记录,其中包括土星电离层的变化、土星环的密度的升降以及环绕土星北半球中纬度区域的三道细长的暗带。1986年,戈达德航天飞行中心的杰克·康纳尼(Jack Connerney)在《地球物理研究快报》上发表了一篇论文,文中他将这些狭窄的暗带与土星引力场的形状联系起来,这表明来自土星环的带电冰颗粒正在沿着看不见的磁场线向下流动,并将水分倾倒在土星的上层大气中。来自土星环的水分气流冲走了土星平流层中的薄雾,从而让其看起来很黯淡,从而产生了“旅行者号”所拍摄到的狭窄暗带的图像。

奥多诺霍博士表示,下一阶段的研究将集中在探索土星环会如何随着土星季节的更替而变化。

编译:Jonathan

审稿:西莫

责编:南熙