土星环

土星赤道面上的环系
土星环(英文名:Saturnian ring; ring of Saturn)是土星赤道面上的环系,由绕土星运转的碎块和微粒组成,从内向外,环系可以分成D、C、B、A、F、G和E七个同心圆环。[3]环中有不计其数的小颗粒,其大小从微米到米都有。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[2][7][8]
1610年,伽利略通过望远镜观测土星环,虽然未能清楚的看出环的本质,但他还是成为第一个观测土星环的人。[9]荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)于1655年开始用改进的望远镜研究土星,最终推断出土星环的真实形状以及环平面明显倾向于土星轨道的事实。[4]
许多人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。实际上这些环是有着同心但是在密度和亮度上有着极值圆环盘。在丛集的尺度上,圆环之间有许多空洞的空间。但是,根据探测器近距离拍回的照片显示,这个环并非整体,而是由许多小环组成。[10]主要的土星环,宽度从48公里到30.2万公里不等。距离土星从近到远的土星环分别按被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E环。其中,B环最宽、最亮,质量也最大。“卡西尼”号无线电科学团队测量得到的主环B环只是土卫一质量的0.4倍。[11][12]
长久以来,科学界对土星自转轴倾角和土星环的成因未有定论。[13]关于土星环的起源有两种主要假设。一种假设认为这些光环是土星一颗被摧毁的卫星残余;另一种假设认为土星环是由形成土星的星云物质遗留下来的。此外E环中的一些冰来自土卫二的间歇泉,环的水丰度呈放射状变化,最外层的A环是纯水冰。[2][14][15]2022年9月,美国《科学》杂志发表的一项建模研究认为,土星环的形成可能与一颗1亿多年前被摧毁的卫星有关。[16]

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