外媒：研究人员试图破解土星环谜团

据法新社近日报道，400年前伽利略发现的土星环或许是天文学家靠小型望远镜就能在太阳系中发现的最神奇的东西。

但即使到了今天，专家们依然无法就土星环如何以及何时形成达成一致。

9月15日发表在知名杂志《科学》周刊上的一项新研究试图提供一个令人信服的答案。

研究人员的结论是，在2亿年前至1亿年前，一颗由冰构成的卫星因与土星这个巨型气态天体靠得有点近而解体。他们将这颗卫星命名为“蝶蛹”。

这颗卫星残留的碎片分解成小冰块。这些小冰块构成了土星环。

该研究论文的第一作者、行星科学家杰克·威兹德姆对法新社记者说：“很高兴能找到一个合理的解释。”

报道称，土星是太阳系中从内往外数的第六颗行星，形成于45亿年前太阳系刚刚形成之时。

但几十年前，科学家提出，土星环出现的时间要晚得多：距今大约只有1亿年。

1981年7月21日，旅行者2号探测器拍到的土星。（视觉中国）

2004至2017年围绕土星飞行的“卡西尼”号探测器的观测结果进一步证实了这一假设。

威兹德姆说：“但是，由于没有人能够提出1亿年前土星环的形成机制，一些人一直质疑得出这个结论的推理过程是否正确。”

威兹德姆及其同事通过构建复杂的数学模型找到了一种解释，既证明了这个时间表的合理性，还让他们能更好地理解土星的另一个特点：倾斜。

报道介绍，土星的自转轴与公转轨道平面之间存在26.7度的倾角。土星是一颗巨大的气态行星，人们原本以为，物质堆积导致其形成的过程会阻止倾斜的发生。

科学家最近发现，土卫六正以每年11厘米的速度远离土星。土卫六是土星80多颗卫星中最大的。

土卫六的远离导致土星自转轴绕垂直线旋转——天文学的术语是“进动”——的速度发生变化。想象一下一个旋转的陀螺在画圈。

大约10亿年前，这种摇摆频率与海王星的摇摆轨道实现同步，产生了一种名为“共振”的强大引力作用。

科学家们说，在土卫六不断脱离的过程中，为了保持同步，土星不得不倾斜。

但是，这种解释取决于人们对土星内部质量分布方式的了解，因为如果质量更多地集中在土星表面或土星中心，那么倾斜的方式会有所不同。

在这项新研究中，威兹德姆及其同事利用“卡西尼”号探测器收集的引力数据，对土星的内部进行了建模。

他们建立的模型显示，土星现在与海王星有点不同步，这就需要一个新的解释——一个强度足以造成剧烈干扰的天文事件。

通过数学运算，他们发现，加上一颗缺失的卫星就可以解释通了。

研究人员说：“它被撕成一堆碎片，然后这些碎片被进一步撕开，逐渐卷成了土星环。”

这颗缺失的卫星被威兹德姆命名为“蝶蛹”，他将土星环的出现比作蝴蝶破茧而出。

研究团队认为，“蝶蛹”比地球的卫星月球小一点，大小与土星的另一颗卫星土卫八差不多。土卫八完全由水冰构成。

报道称，因此，猜测“蝶蛹”也由水冰构成是合理的。要形成土星环也需要水，因为土星环几乎完全由水构成。

当被问及是否觉得土星环的谜团已经被解开时，威兹德姆冷静地回答说：“我们做出了很大贡献。”

他接着说，土星的卫星系统仍然有“各种各样的谜团”。

来源：参考消息网