土星环可能是两颗卫星相撞的残余物

土星环可能是两颗卫星相撞的残余物最近发表的一项研究表明，土星环是在几亿年前两颗冰卫星相撞后形成的。其他证据表明，土星的轨道尘埃和一些卫星并不是与土星和太阳系的其他部分同时出现的。高分辨率平滑粒子流体力学模拟（下图动画）支持这样一种可能性，即在不到十亿年前，两颗类似于狄奥和雷亚的冰卫星相互撞击。所产生的大部分碎片都沉降在土星的罗切极限内--超过这个点，重力就会把任何类似卫星的质量磨成一个环。此外，漂移在罗切极限之外的碎片也可能凝聚成土星目前的卫星系统。2017年结束的卡西尼号任务对土星及其卫星的观测加强了这一理论，有证据表明土星环和卫星非常年轻。土星环不断接收来自微流星体轰击的外来物质。然而，从积累的数量来看，这种活动比土星和太阳系其他大部分行星在45亿年前形成的时间还要晚。此外，星环的质量正在不断下降，最终会随着颗粒漂移到气体巨行星的大气层中而消失。目前的损失速度表明，它不可能存在超过几亿年。此外，卫星的潮汐特性和瑞亚的轨道倾角表明，它们是最近才形成目前的形态的。新发现与之前关于土星环和卫星的理论相冲突，之前的理论认为土星环和卫星与太阳系其他部分一样古老。较早的模型提出，早期的卫星或彗星可能是在38亿至41亿年前太阳系混乱的早期发生碰撞或分裂的，当时剧烈的撞击更为常见。另一种最新的形成假说认为，在大约一亿年前，在土卫六和木卫二之间运行的一颗木卫二大小的卫星落入了土星的罗切极限，但这还需要更多的测量。关于土星卫星的另一个有趣发现是，根据最近多个任务的数据分析，它们正在加热土星的大气层。这一证据可以帮助天文学家找到太阳系外的环状行星。对"卡西尼号"数据的进一步分析表明，土星卫星"恩克拉多斯"含有生命所需的全部六种成分。这项研究标志着科学家首次在地球之外探测到磷。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387727.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387727.htm

NASA认为土星的星环很年轻 可能会在几亿年内消失

NASA认为土星的星环很年轻可能会在几亿年内消失这是卡西尼号在2010年1月2日从围绕土星的轨道上看到的。在这张图片中，土星夜间一侧的星环被大幅提亮，以更清楚地显示其特征。在白天，星环被直接的阳光和土星云顶的反射光照亮。这个自然色的视图是由卡西尼号航天器的窄角相机在离土星大约140万英里（230万公里）的地方用可见光拍摄的图像合成的。卡西尼号航天器于2017年9月15日结束其任务。资料来源：ASA/JPL-Caltech/空间科学研究所虽然没有人能够看到没有星环的土星，但在恐龙时代，这颗行星可能还没有获得其标志性的配件，同时，未来的地球居民可能再次知道一个没有星环的世界。位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家们最近进行了三项研究，考察了美国宇航局卡西尼号任务的数据，并提供了土星环既年轻又短暂的证据--当然，这是从天文学角度来计算。新的研究着眼于星环的质量，它们的"纯度"，进入的碎片增加的速度，以及这如何影响到星环随时间变化的方式。把这些因素放在一起，人们就可以更好地了解它们已经存在了多长时间，以及它们还剩下多少时间。尽管四颗巨行星都有星环系统，但土星的星环是迄今为止最庞大和最令人印象深刻的。科学家们正试图通过研究环是如何形成的以及它们是如何随时间演变的来了解原因。美国宇航局的研究人员和他们的合作伙伴最近的三项研究提供了证据，表明土星环是土星上最近增加的，它们可能只持续几亿年。资料来源：NASA/JPL-Caltech/空间科学研究所这些星环几乎完全是纯冰。它们的质量中只有不到百分之几是来自微流星体的非冰"污染"，例如比沙粒小的小行星碎片。这些碎片不断地与星环颗粒相撞，并为环绕行星的物质提供了碎片。星环的年龄一直难以确定，因为科学家还没有对这种轰击进行量化，以计算它必须持续多久。现在，三项新研究中的一项[1]对非冰雪物质的总到达率有了更好的概念，因此，自星环形成以来，它应该"污染"了多少。这项由科罗拉多大学博尔德分校领导的研究还表明，微流星体进入的速度并不像科学家们想象的那样快，这意味着土星的引力可以更有效地将这些物质拉入星环。这些证据加在一起，说明星环暴露在这种宇宙冰雹中的时间不可能超过几亿年--这只是土星和太阳系46亿年年龄中的一小部分。支持这一结论的是由印第安纳大学领导的第二篇论文[2]，它从不同的角度探讨了微小的太空岩石对星环的持续打击。该研究的作者们发现了两件在研究中基本被忽视的事情。具体来说，他们正在研究支配星环长期演变的物理学，并发现两个重要因素是微流星体的轰击和这些碰撞产生的碎片在星环内的分布方式。考虑到这些因素，环可能在短短几亿年内就达到了目前的质量。这些结果还表明，由于它们如此年轻，它们很可能是在土星系统内不稳定的引力摧毁其一些冰冷的卫星时形成的。"土星标志性的主环可能是我们太阳系最近的一个特征，这一观点一直存在争议，"埃姆斯的研究员、最近一篇论文的共同作者JeffCuzzi说，"但是我们的新结果完成了卡西尼号测量的三部曲，使得这一发现难以避免。"Cuzzi还担任了卡西尼任务中负责土星环的跨学科科学家。那么，土星在采用其目前的外观之前可能已经存在了40多亿年。但是，它还能指望拥有我们今天所知的美丽星环多久呢？卡西尼号任务发现，随着最内部区域的物质落入行星，星环的质量正在迅速流失。第三篇论文也是由印第安纳大学领导的，首次量化了星环物质向这个方向漂移的速度--流星体再次扮演了一个角色。它们与现有的星环颗粒的碰撞，以及由此产生的碎片被向外抛出的方式，共同形成了一种传送带式的运动，将星环物质带向土星。通过计算所有这些推搡的颗粒对于它们最终消失在行星中意味着什么，研究人员得出了一些关于土星的艰难消息：它可能在未来几亿年内失去它的环。"这些结果告诉我们，所有这些外来碎片的不断轰击不仅污染了行星环，它还应该随着时间的推移使它们变小，"埃姆斯的研究员和所有三项研究的共同作者保罗-埃斯特拉达说。"也许天王星和海王星的小而暗的星环就是这一过程的结果。那么，土星的星环相对厚重和冰冷，是它们年轻的标志。"年轻的星环，但又是相对短命的。不过，人类不必为它们的最终消亡感到悲哀，而是可以为自己是一个出生在土星被打扮得漂漂亮亮的时代的物种而感到庆幸，这是一个供我们观赏和研究的行星时尚标志。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361563.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361563.htm

宇宙“三明治”：行星形成的新解释

宇宙“三明治”：行星形成的新解释研究人员在"出生环境"或围绕中心恒星旋转的尘埃和气体的原行星盘中发现了一个新的行星形成过程。这种被称为"夹层行星形成"的方法表明，原行星盘中两颗大行星的存在会导致它们之间形成一颗较小的行星。这是由于两颗较大的行星阻碍了尘埃的向内流动，导致它们之间的尘埃吸积量减少。随着时间的推移，聚集的尘埃可以聚集在一起，形成一个"夹在"两颗大行星之间的较小的行星。(图片描述了在两颗大行星之间形成的行星。）来源：MarkGarlick博士/华威大学华威大学的研究人员调查了行星的"出生环境"--围绕中心恒星旋转的气体和灰尘区域，这被称为原行星盘。他们在这个区域发现了一种新的行星形成方法，这在以前的研究中尚未描述。这项工作已经提交给《皇家天文学会月刊》，并在今天（7月3日星期一）开始的国家天文学会议上进行了展示。研究小组展示了原行星盘中的两颗大行星如何有可能在它们之间产生一颗较小的行星--他们称之为"夹层行星的形成"。其原因是两个原始的大行星限制了尘埃的向内流动。这意味着，与没有外行星的情况相比，聚集在它们之间的灰尘数量减少了。如果这些尘埃最终聚集在一起形成一颗行星，那么中间的行星可能会比外面的两颗行星要小--就像三明治的馅料。虽然该领域还需要进一步研究，但这一理论可以为小行星的形成提供可能的解释；比如火星和天王星，它们各自被较大的行星所包围。来自华威大学物理系的副教授和多萝西-霍奇金研究员法扎纳-梅鲁说："在过去的十年中，观察发现原行星盘中存在着环和空隙。空隙是我们期望的行星所在的地方，我们从理论工作中知道，行星会导致尘埃环在它们的外部形成。在这些环中究竟发生了什么，这给全世界的天文学家提出了一个重要问题。""在我们的研究中，我们提出星环是行星形成的场所；具体而言，目前在这些星环中存在着夹层行星的形成。这与行星形成的传统观点非常不同，我们通常期望行星从圆盘内部到外部依次形成，越往外质量越大。真正有趣的是，我们从系外行星的观测中发现了一些例子，这些例子实际上显示了这种夹层式的行星结构--中间的行星比它的邻居质量小；这也是一个合理比例的系统。最近，行星形成领域已经发生了革命性的变化。在过去的十年里，自从一个新的精密望远镜（阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列）开始观测夜空以来，行星形成盘的高分辨率图像已经出来了。这些图像为我们提供了关于行星如何形成和演变的线索；能够站在这项研究的最前沿是令人激动的。"这项由英国皇家学会资助的研究将在国家天文学会议上发表，并已提交给《皇家天文学会月刊》（MNRAS）杂志发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369019.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369019.htm

土星环的年龄有多大？宇宙尘埃分析仪显示它们比以前认为的要年轻得多

土星环的年龄有多大？宇宙尘埃分析仪显示它们比以前认为的要年轻得多土星环的条纹颜色可能来自于被困在环冰中的少量污染物。资料来源：美国宇航局/JPL/空间科学研究所科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室（LASP）副教授肯普夫说："在某种程度上，我们已经对一个始于詹姆斯-克拉克-麦克斯韦的问题有了结论。"研究人员通过研究一个可能看起来不寻常的主题得出了这个结论：灰尘。Kempf解释说，微小的岩石物质颗粒几乎不断地冲过地球的太阳系。在某些情况下，这种冲刷会在行星体上留下一层薄薄的灰尘，包括在构成土星环的冰上。在这项新的研究中，他和他的同事们通过研究这层尘埃积累的速度来确定土星环的日期--有点像通过用手指沿着房子的表面来判断房子的年龄。艺术家对美国宇航局的卡西尼号在2017年"大结局"中的描述，在这个过程中，航天器在土星和土星环之间多次俯冲，然后有目的地撞入土星的大气层。资料来源：NASA/JPL-Caltech"把星环想象成你家里的地毯，"Kempf说。"如果你有一条干净的地毯，你只需要等待。灰尘会在你的地毯上沉淀。环的情况也是如此。"但这是一个短暂而又漫长过程：从2004年到2017年，该团队使用美国宇航局晚期的卡西尼号航天器上的一种叫做宇宙尘埃分析仪的仪器来分析围绕土星飞行的尘埃斑点。在这13年里，研究人员仅仅收集了163个来自该行星近邻之外的颗粒。但这已经足够了。根据他们的计算，土星环聚集灰尘的时间可能只有几亿年。换句话说，这颗行星的星环是新的现象，它的出现（甚至有可能消失）在宇宙中相当于一眨眼的时间。"我们知道星环的年龄，但这并没有解决我们的任何其他问题，"Kempf说。"我们仍然不知道这些星环首先是如何形成的。"400多年来，研究人员一直被这些看似半透明的星环所吸引。1610年，意大利天文学家伽利略首次通过望远镜观察到这些特征，尽管他不知道它们是什么。(伽利略的原图使星环看起来有点像水壶的把手）。在19世纪，来自苏格兰的科学家麦克斯韦得出结论，土星环不可能是固体，而是由许多独立的部分组成的。今天，科学家们知道，土星拥有七个由无数块冰组成的星环，其中大部分不比地球上的一块巨石大。这些冰块的总重量约为土星的卫星米玛斯的一半，并从该行星的表面延伸了近17.5万英里。在LASP设计和建造的欧罗巴Surface尘埃分析仪（SUDA）将收集尘埃颗粒，作为NASA旗舰欧罗巴Clipper任务的一部分。资料来源：GlennAsakawa/CUBoulderKempf补充说，在20世纪的大部分时间里，科学家们认为星环可能与土星同时形成。观测结果表明，这些特征是由大约98%的纯水冰组成的，只有极少量的岩石物质，然而图形附近几乎不可能出现如此干净的东西。卡西尼号提供了一个为土星环确定年龄的机会。该航天器于2004年首次抵达土星，并收集数据，直到它在2017年有目的地撞入该行星的大气层。宇宙尘埃分析仪的形状有点像一个水桶，在小颗粒呼啸而过时将它们舀起。LASP的工程师和科学家为美国宇航局即将到来的欧罗巴Clipper任务设计和建造了一个更复杂的尘埃分析仪，该任务计划于2024年发射。该小组估计，这种行星间的污垢每年对土星环的每平方英尺贡献的灰尘将远远少于一克--一种轻微的洒落，但随着时间的推移，足以增加。以前的研究也表明，土星环可能是年轻的，但没有包括对灰尘积累的明确测量。这些星环可能已经在消失了。在以前的研究中，美国宇航局的科学家们报告说，冰正在慢慢地降到这个星球上，并可能在另外1亿年内完全消失。这些短暂的特征在伽利略和卡西尼号航天器能够观察到它们的时候就已经存在了，这就要求我们解释这些星环最初是如何出现的。例如，一些科学家认为，土星环可能是在该行星的引力将其一颗卫星撕碎时形成的。如果星环是短暂的、动态的，为什么我们现在才看到它们？这真是太幸运了。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359653.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359653.htm

“天体墓地”揭示了恒星和行星共同成长的事实

“天体墓地”揭示了恒星和行星共同成长的事实由剑桥大学领导的这项研究改变了我们对包括我们自己的太阳系在内的行星系统如何形成的理解，有可能解决天文学中的一个重大难题。该研究的第一作者、剑桥大学天文学研究所的AmyBonsor博士说："我们对行星如何形成有相当好的了解，但我们有一个悬而未决的问题是它们何时形成：行星的形成是在早期开始，当母星仍在成长，还是在数百万年后？"为了尝试回答这个问题，Bonsor和她的同事们研究了白矮星的大气--像我们的太阳这样的古老而微弱的恒星的残余以调查行星形成的组成部分。这项研究还涉及来自牛津大学、慕尼黑路德维希-马克西米利安大学、格罗宁根大学和哥廷根马克斯-普朗克太阳系研究所的研究人员。Bonsor说："一些白矮星是惊人的'实验室'，因为它们稀薄的大气层几乎像天体的墓地。"通常情况下，行星的内部是望远镜所不能及的。但是有一类特殊的白矮星被称为"污染"系统，在它们通常干净的大气中含有重元素，如镁、铁和钙。这些元素一定是来自行星形成时留下的小行星等小天体，它们撞上了白矮星并在其大气层中燃烧起来。因此，对被污染的白矮星的光谱观测可以探测那些被撕碎的小行星的内部，让天文学家直接了解它们的形成条件。行星的形成被认为是从原行星盘开始的--主要由氢、氦和微小的冰和尘埃颗粒组成，通常围绕着一颗年轻的恒星。根据目前关于行星如何形成的主要理论，尘埃粒子相互粘连，最终形成越来越大的固体体。这些较大的物体中，有些会继续增生，成为行星，有些则保持为小行星，就像目前研究中撞入白矮星的那些小行星。研究人员分析了来自附近星系的200颗被污染的白矮星的大气层的光谱观测。根据他们的分析，在这些白矮星的大气中看到的元素混合物只能解释为许多原来的小行星曾经融化，这导致重铁沉入核心，而较轻的元素漂浮在表面。这个过程被称为分化，是导致地球拥有一个富含铁的核心的原因。Bonsor说："熔化的原因只能归因于寿命很短的放射性元素，这些元素存在于行星系统的最初阶段，但在短短一百万年内就会衰变消失。换句话说，如果这些小行星被某种在行星系统初期只存在非常短暂的东西所融化，那么行星的形成过程必须非常迅速地启动。"该研究表明，早期形成的情况很可能是正确的，这意味着木星和土星有足够的时间成长为目前的大小。邦索尔说："我们的研究补充了该领域越来越多的共识，即行星的形成很早就开始了，第一批天体与恒星同时形成，对被污染的白矮星的分析告诉我们，这种放射性熔化过程是影响所有太阳系外行星形成的一个潜在的普遍的机制。""这只是一个开始--每当我们发现一个新的白矮星，我们就可以收集更多的证据，了解更多关于行星如何形成的信息。我们可以追踪像镍和铬这样的元素，并说一个小行星在形成其铁核心时一定有多大。我们能够在系外行星系统中探测这样的过程，这很令人惊讶。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337751.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337751.htm

科学家提出新理论：土星失踪的卫星或藏在星环中

科学家提出新理论：土星失踪的卫星或藏在星环中著名的土星环并不是那种人们很容易就能得到的东西--一个新理论表明，它们是在这个气态巨人的一个卫星离这个巨大行星太近时形成。这颗不幸的卫星可能被其主人的强大引力场所吸引，然后真的把它拉开。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316781.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316781.htm