① 土星的“呼啦圈”——土星的光环到底是个啥
太阳系八大行星中,四颗类木行星:木星、土星、天王星、海王星均有行星环,尤其是土星,拥有又宽又亮的漂亮的行星环,因此许多天文迷都是土星的拥趸。那么行星环究竟是怎么回事呢?
土星环:太阳系最大最明亮的的行星环。
1610年,就是意大利天文学家伽利略自制望远镜的那一年,伽利略除了发现了木星的四颗卫星外,还有一项重要的发现,就是发现了土星周边似乎有两个明亮的“耳朵”。当时伽利略非常困惑,他一开始以为这两个两点是土星的卫星,但是又觉得哪里不对,这两个两点似乎不会运动,两年后,伽利略发现这两个“耳朵”消失不见了。直到又过了3年才出现。因为始终没搞清楚那是什么,伽利略一直不敢公布他的观测结果。
半个世纪后,荷兰天文学家惠更斯使用更大更好的望远镜才发现,那两个“耳朵”是环绕土星的一圈薄薄的,像草帽帽延一样的行星光环。1675年,意大利天文学家卡西尼发现土星环中有一道缝,这道缝被命名为“卡西尼缝”。
进入20世纪八十年代以后,旅行者1号、旅行者2号、卡西尼号等探测器先后飞掠土星。对土星环进行了大量研究,土星环由数量庞大的从几微米到几十米不等的冰块、岩石组成,其直径达27万公里,厚度仅为10公里,自西向东围绕土星旋转。
关于土星环的来历,主要有三种说法。一是宇宙碎屑不断被土星捕获,由于受到土星引力的作用,不能凝聚为卫星,而逐渐形成光环;二是土星的两颗卫星发生猛烈碰撞,碎片逐渐演变成光环;三是一个卫星进入土星的洛溪极限被撕碎,碎片逐渐演变成光环。
不过,近些年,NASA曾有一份的报告表明,土星环正在逐渐消失。由于土星的引力作用,土星光环正在逐渐撞向土星,预计1亿年到5亿年后,土星光环将消失。
② 土星的光环正在不断的消失,这是什么原因造成的
土星是太阳系中的八大行星之一,它是太阳系中质量除了木星之外最大的星体,属于一种气态的巨行星,木星的质量比较大,它拥有六十多个卫星,我们都知道地球的卫星只有一个那就是月亮,这也足够说明了木星的质量是多么的庞大。大家在看到宇宙中天体的时候都会发现,土星、木星的周边有一层环状带,而其他的行星却没有,为什么土星的四周有呢?那么它会不会消失?今天我们就一起来探索下土星的光环。
③ 土星的光环可能在一亿年后就会消失
土星拥有广袤的光环系统,是太阳系中最美丽的行星之一。不幸的是,根据新的研究,它的美丽可能是转瞬即逝的。根据这项研究,土星环的溶解速度比科学家预期的要快,它们可能在一亿到三亿年内消失,这是宇宙学上的转瞬即逝。
土星环主要由水冰组成,但是新的研究显示,行星的引力和磁场正在袭击这些环,引发了一种被称为“环雨”的现象。美国宇航局戈达德太空飞行中心的詹姆斯·奥多诺霍领导的一项新研究表明,这种影响比预期的要快得多,因此,土星环的衰减速度也是如此。
科学家们还不能完全确定土星是否生来就有它美丽的光环,或者它是否在以后的生命中获得了它的环系统。如果是前者,光环形成于44亿年前,如果是后者,则形成于大约1亿年前,很可能是土星轨道上的卫星碰撞的结果。
如果最近的形成情景是真的,那意味着在侏罗纪期间,当巨型蜥脚类恐龙在地球上漫游时,土星没有光环。但是恐龙没有望远镜,所以这并不重要。
不管怎么说,几十年前,当旅行者号探测器访问土星时,他们探测到了这个气态巨行星带电的上层大气,即电离层,以及它的光环的密度变化,以及环绕土星北部纬度的三个黑暗和狭窄的带。早在1986年,美国宇航局的科学家们就把这些狭窄而黑暗的波段与土星的巨大磁场联系在一起。这些看似不相关的观测结果导致了一种理论,即来自土星环的带电粒子沿着磁场线向下流动,这一过程导致水从光环上倾倒到电离层,形成了旅行者图像中所见的窄带。
光环处于微妙的平衡状态,在土星的引力和轨道拖曳之间,将它们拉向太空。当冰粒子被太阳的紫外线照射时,这种平衡就会受到干扰,从而导致粒子沿着磁场线向行星下落,而重力则提供了额外的推动作用。
这一过程中,水与土星的电离层相互作用,实际上可以从地球上探测到。科学家对土星南北纬度的光线进行了比较,以确定从圆环上落下的雨水的数量,以及其他观测结果。
令人难以置信的是,研究人员估计每秒有10000公斤的水从土星环中涌出。以这种速度,环应该在大约2.92亿年后消失。
不得不说,这一最新的研究确实让我们感到伤心,毕竟我们已经习惯了有环的土星!
④ 为何宏伟壮观的土星环正在消失呢
土星是太阳系八大行星之一,按照距离太阳的远近来排名,土星处于第六位,远离太阳光的照射,非常的寒冷。土星和木星一样,同属于气态巨行星,通俗点来讲,土星就是属于个头比较大,气体非常多的一个行星,虽然比木星要小一点,但是也足够让人类叹为观止了。根据天文学家们对土星的观测研究,土星的大气层主要是由氢组成,它的外围有很多层金属氢和气体包裹,此外,土星最吸引人的地方是它有一个非常美丽壮观的土星环。
当然,即使这个隐形的土星环是如此巨大,但最终也无法摆脱被土星吸入的命运,根据NASA方面的科学家推测,大约在几亿年之后,这个隐形的土星环也会彻底消失,在那之后,土星就真的没有“光环”了,看起来与木星没有什么太大的区别。
⑤ 土星环什么时候消失消失的原因是什么
土星环是行星环中最突出的一个,它形成的原因还不太清楚,但是有传言说土星环将会消失,那么大家知道土星环消失的原因是什么吗?什么时候会消失呢?下面就由星座知识为大家揭晓下答案吧!
土星环什么时候消失美国宇航局最近公布了一项新研究,研究表明土星环正在以惊人的速度消失,此前,科学家曾估计土星环将在三亿年内消失,而现在这一预期时间被调至一亿年。据了解,土星环是由冰块、岩石和尘埃组成,旅行者号探测器曾造访过这颗行星,土星还有一种独特的环雨现象,这种现象来源正是土星环。科学家曾估计这些环将会在3亿年内消失,但是现在这一时间被修正到1亿年,与土星41亿年的年龄相比只是一眨眼的功夫。
土星环大多是大块的水冰,大小从微小的尘埃颗粒到直径几码(米)的巨石不等。环粒子在土星引力的吸引下,想要把它们拉回行星,和轨道速度之间的平衡,把它们抛向太空。微小的粒子可以通过太阳发出的紫外线或由环的微流星体轰击产生的等离子体云来充电。当这种情况发生时,粒子可以感受到土星磁场的引力,磁场在土星光环处向内弯曲。在环的某些部分,一旦充电,这些微小粒子上的力平衡就会发生巨大的变化,而土星的引力将它们沿着磁场线拉进高层大气。
土星环正在消失的原因曝光美国国家航空航天局有关人员称,这些环雨在不到半个小时之内,就会从土星环内排出大量的水,而排出的水可以比得上一个奥运会大小的游泳池了。科学家们发现土星环正在消失这一现象后,就打破了曾经的猜测:曾估计土星环会在3亿年的时间内消失。可是最新的“卡西尼号”任务表明,土星环物质不断的落入到土星赤道中,与土星的40亿年龄相比,土星环将会在不到一亿年的时间内消失,就好比一眨眼!对于土星环消失现今仍有一些问题还未解答,不过据初步判断,土星环的消失可能与太阳光的照射关系极大。研究人员还称,土星环能看到已经十分幸运了,曾经天王星、海王星以及木星也可能有过这种环,但是现今已经看的不明显了。土星环消失的真正原因目前还在研究当中。
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⑥ 土星正在“吃掉”自己的光环!历史上对它的探测从未停止
出品:科普中国
制作:刘博洋
监制:中国科学院计算机网络信息中心
发表在新一期美国行星科学期刊《伊卡洛斯》上的一项研究显示,土星正在"吃掉"环绕运行的土星环!
土星的引力正在将土星环中由水冰组成的颗粒吸入上层大气,在这种引力的作用下 ,土星环会在3亿年后消失 。 如果将美国土星探测器"卡西尼"号发现的落向土星赤道的"环雨"(在重力的作用下,土星环中的尘埃颗粒和其它材料在不断地降至土星地表)考虑在内, 土星环将会在1亿年内消失。
这个正在逐渐消失的土星环主要由水冰构成,所以显得格外耀眼。长久以来,闪亮光环吸引着包括伽利略在内的众多天文学家的目光,也让他们困惑了几个世纪。
凝视土星
太阳系几大亮行星"金木水火土"之一的土星,自古为人所知。它的英文名Saturn来自罗马神话中农神之名,这与其以"土"命名的中文名字似有暗合。
这颗土黄色光泽的行星,直到近代望远镜发明之后,才开始向世人揭示它的神奇魅力。1610年,意大利天文学家伽利略率先将望远镜指向了土星。
他发现土星并不止有单一圆面,在其两侧似乎有一对对称的突起。伽利略的望远镜分辨率有限,他在手绘图中将这对突起绘成两个比土星本体稍小的圆圈,并认为这是土星的两颗卫星。1612年,伽利略发现"两颗卫星"不见了;不过没用多久,努尔哈赤建立后金同年的1616年, 土星光环再次出现在了伽利略的手绘中,这次他绘制出了一个圆环形状, 只是在他的手绘图中,圆环上下两端都被土星遮盖,显示出伽利略当时还是没有搞清光环围绕土星的事实。
1659年,荷兰天文学家惠更斯使用成像质量更好的望远镜对土星进行了观测。他正确地解释了土星光环发生变化的原因:光环在空间中指向固定的方向, 当它在一个"土星年"(大约30个地球年)中以不同的取向朝向地球时,我们会看到光环由丰盈到消失、往复循2环的过程。
惠更斯还发现了土星最大的卫星,现名为土卫六的"泰坦"(Titan)。不到20年后,天文学家卡西尼发现土星的另外4颗卫星,还首度观测到土星光环最显著的特征、现在被称作"卡西尼环缝"的物质稀疏区域。
土星光环的本质让几个世纪的天文学家感到困惑。19世纪,美国天文学家基勒指出,土星光环由不连续的很多微粒组成,并非单一连续刚体——这在我们今天看来,是显然的,没有任何物体能承受那么大的剪切力而不碎裂。这在1981-1982年旅行者一号、二号探测器飞越土星之后,变得再明显不过:旅行者号对土星光环所摄得的照片中,我们已经发现了 土星光环微粒在引力扰动下所呈现的一些暂现形态,一个动态的、有生命力的土星光环已经呼之欲出。
土星之春
两次短暂的飞越不足以解答人们对土星的种种好奇。从80年代末开始,NASA开始计划一次对土星的长时间环绕探测任务,卡西尼号任务计划逐渐浮出水面。经过几年的研发与准备工作,1997年10月15日,一枚泰坦IVB型火箭将卡西尼-惠更斯探测器送入太空。
经过几次内太阳系的重力助推操作,2004年6月,土星北半球的隆冬时节,卡西尼号进入了土星轨道。半年之后,惠更斯号土卫六着陆器与卡西尼号分离,卡西尼号开始了孤独而不寂寞的旅行。它的基本任务长度为4年,在那之后,卡西尼号在土星北半球的春天来临之际,执行了长度为2年的 "春分点任务" 。2010年起, 健康 状况良好的卡西尼号又踏上了长达7年的 "夏至点任务" ,这持续到了今年4月。自那之后的5个月,卡西尼号踏上了视死如归的最后旅途, "伟大终章任务" 。
卡西尼号任务跨越土星北半球的冬、春、夏三个季节,这样长时间的观测让我们有足够耐心,静静观察土星的阴晴变化。
在土星光环的罅隙中,卡西尼号发现了土星光环层次分明的条带结构形成和保持的原因 :土卫十六"普罗米修斯"(Prometheus)在暗弱的F环内侧绕土星公转,只有139千米长的这颗小卫星长的像个土豆,所到之处在F环中掀起阵阵波澜,仿佛驱赶羊群的牧羊犬一样驱赶着环中的微粒——这被称作光环中的"牧羊犬卫星"。另一颗大小、形状都差不多的小卫星土卫三十五"达佛尼斯"(Daphnis)占据了另一条赛道:它在明亮的A环外边缘,独自开垦出了一条整洁的小径——基勒环缝。它也时不时用它看似微弱的引力在小径两边卷起一些风浪:"春分点任务"中,卡西尼号借助2009年土星春分日附近太阳侧照光环的宝贵时机,拍下了土卫三十五在基勒环缝两边卷起的、高出光环平面的"浪花"在光环上的影子,让我们得以更直接测量出它的漫步对光环的影响究竟多大。旅行者号只窥得一目的光环变迁瞬间,在卡西尼的眼中终于连成一支支完整的影片。
土星的美丽光环点燃了无数诗人和科学家的美好幻想。其实,在八大行星中,天王星、木星、海王星可能也曾经拥有行星环,只不过现在已经不明显了。在我们叹息土星环消逝的同时,或许能够看到它便是一种幸运。
(本文中标明来源的图片均已获得授权)
⑦ 研究人员预测土星环将在亿年后消失土星引力或是主要原因!
探测器旅行者一号和二号一直在工作中,每年都会向地球发回很多重要的观测数据,而研究人员从这些数据当中发现,土星正在慢慢的失去它的土星环。
土星环在土星磁场的作用之下成为了土星最具标志性现象。土星环在土星的吸引之下,形成了冰粒灰尘雨,而研究人员声称,这种奇妙的现象将会在一亿年之后彻底消失。届时那么冰粒灰尘雨将会产生大量的水,据估计这些水可能相当于一个奥运会游泳池的水量。而研究人员预测在三亿年之后,整个的土星环系统将会彻底的消失。另外研究人员通过卡西尼探测器还了解到了土星环的组成物质,从而得到它们剩余的寿命时间。
土星环主要的组成物质就是水冰,但是它们的体积是各不相同的,有些大的冰粒直径有几十,而有些则是微小的冰冻尘埃微粒。在土星引力和轨道速度的作用之下,土星环微粒处于一种平衡的状态,而土星引力将试图把土星环吸引到自己的怀抱当中,而轨道速度则把这些物质朝向外太空的方向进行抛离。通过对土星四十亿年 历史 的研究,如今环雨的形成速度在加快,土星环如今正处于中年期,它的存活时间还有不到一年的时间。
土星环当中的组成物质是可以通过太阳紫外线或者是土星环微流星体轰击产生的等离子云带电。当这些现象发生的时候,这些物质可以受到土星的吸引力,而磁场在土星环朝向土星方向内弯曲。
土星环有些物质能够带电,这时物质受到的平衡力将会发生变化,物质会在土星引力的指引下进入大气层顶端,它们会发生汽化现在,从而与土星电离层发生了化学反应。反应之后产生的物质叫做H3+离子的带电微粒寿命增加,当它们受到太阳的照射时,将会在红外光线当中发光。而这一现象将会很好的提示土星南北半球的发光带。研究人员对这些发光带进行研究,然后确定土星环降雨量以及对土星电离层产生的相关影响。