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

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

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

土星环的起源：恐龙时代冰月之间的大规模碰撞？

土星环的起源：恐龙时代冰月之间的大规模碰撞？超级计算机模拟显示，土星环可能起源于恐龙时代两颗冰卫星之间的大规模碰撞。美国国家航空航天局（NASA）的合作研究利用DiRAC超级计算设施模拟了潜在的卫星碰撞，结果表明，各种情况都可能将适量的冰分散到土星的罗切极限，从而形成独特的土星环。虽然还有许多问题，包括土星卫星上是否可能存在生命，但这项研究为了解土星系统开辟了新的途径。资料来源：美国国家航空航天局/达勒姆大学/格拉斯哥大学/雅各布-凯格瑞丝/路易斯-特奥多罗在一个晴朗的夜晚，只要有一架像样的业余望远镜，从地球表面就能看到土星及其一系列引人注目的星环。但是这些星环是怎么形成的呢？土星及其卫星是美国宇航局希望寻找生命的潜在地点之一，它们又能告诉我们什么呢？一系列新的超级计算机模拟为星环的起源之谜提供了答案--其中涉及到一次巨大的碰撞，当时恐龙还在地球上游荡。根据美国国家航空航天局（NASA）及其合作伙伴9月27日发表在《天体物理学杂志》上的最新研究，土星环可能是由几亿年前两颗冰卫星碰撞破碎后的碎片演变而来的。最终没有进入土星环的碎片也可能促成了土星现今一些卫星的形成。位于加利福尼亚硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家雅各布-凯格瑞斯（JacobKegerreis）说："我们对土星系统还有很多不了解的地方，包括它的卫星所处的环境可能适合生命存在。因此，利用这样的大型模拟来详细探索它们是如何进化的，是一件令人兴奋的事情。"美国国家航空航天局和达勒姆大学的新模拟提出了土星环和冰卫星的起源理论--它们可能是在围绕这颗气体巨行星运行的两颗卫星发生大规模碰撞后形成的。这项研究中使用的模拟是研究土星环和潜在宜居冰卫星形成的最详细的模拟。资料来源：NASA/JacobKegerreis/LuísTeodoro高分辨率模拟和新见解美国国家航空航天局（NASA）的卡西尼号任务帮助科学家们了解了土星环（从天文学角度来说）有多年轻，可能还包括土星的一些卫星。这些知识为我们提出了关于它们是如何形成的新问题。为了了解更多信息，研究小组求助于英国杜伦大学的分布式高级计算研究（DiRAC）超级计算设施。他们模拟了前兆卫星之间不同碰撞可能发生的情况。这些模拟的分辨率比以前的此类研究高出100多倍，使用的是开源模拟代码SWIFT，让科学家们对土星系统的历史有了最深入的了解。土星环现在离土星很近，处于所谓的罗氏极限（Rochelimit）范围内--在这个最远的轨道上，行星的引力强大到足以瓦解离土星更近的较大的岩石或冰体。在更远的轨道上运行的物质可能会聚集在一起形成卫星。艺术家描绘的美国宇航局卡西尼号在2017年的"压轴大戏"中，飞船在土星及其光环之间俯冲多次，然后故意撞入土星大气层。图片来源：NASA/JPL-Caltech冰和碰撞动力学的作用通过模拟近200个不同版本的撞击，研究小组发现，各种撞击情况都可能将适量的冰分散到土星的罗氏极限，在那里沉积成环。虽然其他的解释无法说明为什么土星环中几乎没有岩石--它们几乎完全是由大块的冰构成的--但这种碰撞可以解释这一点。杜伦大学物理系/计算宇宙学研究所副教授文森特-埃克（VincentEke）是这篇论文的共同作者之一。他认为，当冰原卫星相互撞击时，相撞天体核心中的岩石分散程度低于上覆的冰。冰和岩石碎片也会撞击到系统中的其他卫星，可能会造成一连串的碰撞。这种倍增效应可能会破坏环外的任何其他前身卫星，而今天的卫星可能就是从这些卫星中形成的。电脑模拟土星轨道上两颗冰卫星撞击的静态图片。碰撞喷射出的碎片可能演变成土星标志性的、非常年轻的星环。模拟使用了3000多万个粒子，这些粒子按其冰或岩石材料着色，使用开源的SWIFT模拟代码运行。资料来源：美国国家航空航天局/达勒姆大学/格拉斯哥大学/雅各布-凯格瑞丝/路易斯-特奥多罗引力影响和未来调查是什么促使这些事件发生的呢？土星的两颗前卫星可能是被太阳引力通常很小的影响"累加"推向碰撞，从而破坏了它们围绕土星的轨道的稳定性。在正确的轨道配置中，来自太阳的额外引力会产生滚雪球效应-"共振"-拉长和倾斜这两颗卫星通常呈圆形的平坦轨道，直到它们的轨道相交，从而导致高速撞击。如今，土卫五的轨道就在卫星会遇到这种共振的地方之外。与地球的月球一样，土星的卫星也会随着时间的推移从土星向外迁移。因此，如果瑞亚是一颗古老的卫星，那么它在不久前就会越过共振点。然而，土卫五的轨道非常圆且扁平。这表明它并没有经历共振的不稳定影响，而是最近才形成的。新的研究与土星环形成于近期的证据相吻合，但仍有很大的疑问。如果土星的冰卫星中至少有一些也是年轻的，那么这对土卫二等世界表面下的海洋中可能存在的生命意味着什么？我们能否揭开从撞击前的行星原始系统到现在的全部故事？以这项工作为基础的未来研究将帮助我们进一步了解这颗迷人的行星和围绕它运行的冰雪世界。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387117.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387117.htm

研究称一颗消失已久的卫星可能是土星环的真正起源

研究称一颗消失已久的卫星可能是土星环的真正起源据BGR报道，土星是我们太阳系中最令人惊叹的行星之一。它美丽的星环使它从几乎所有其他以我们的空间区域为家的行星中脱颖而出。长期以来，这种美丽和这些星环对天文学家来说几乎是神秘的。而对许多人来说，这些星环也一直是个谜。但是现在，新的研究可能最终弄清了土星环的起源：一颗消失已久的卫星。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1317287.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1317287.htm

研究：土星的星环和倾斜可能是一个古老的、失踪的月亮的产物

研究：土星的星环和倾斜可能是一个古老的、失踪的月亮的产物一项新研究显示，一次“擦肩而过”可能将土星的卫星打成碎片，进而最终形成了土星环。土星环围绕着该行星的赤道旋转，是该行星倾斜旋转的一个明显指标。这个带状的气体庞然大物以26.7度的角度旋转，相对于它绕太阳运行的平面。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320679.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320679.htm