卡西尼號傳回最新土星環照片：土衛一似與土星環相撞

　　新浪科技訊 北京時間12月21日消息，據國外媒體報道，乍看上去，太空中好像發生了一次嚴重的事故：土衛一似乎徑直撞上了土星環。不過用不著驚慌，這只是光線造成的幻覺而已。從NASA的卡西尼號探測器拍攝的照片來看，土衛一距土星環其實足足有4.5萬公里之遙。

　　圖1：乍看上去，太空中好像發生了一次嚴重的事故：土衛一似乎徑直撞上了土星環。不過用不著驚慌，這只是光線造成的幻覺而已。

　　「不過，土衛一和土星環之間確實存在緊密的聯繫。」NASA指出，「引力將它們聯結在了一起，並改變了雙方的運動方式。」土衛一（直徑約396公里）的引力使土星環出現了一定的波動，這在一部分卡西尼拍攝的照片中有所體現。

　　此外，土衛一的引力還對卡西尼縫（即土星A環和B環之間的縫隙）的形成起到了一定作用。這張照片由卡西尼號探測器的窄角照相機於2016年10月23日用綠光拍攝，圖中為土衛一背對土星的一面。土衛一的北極位於圖片上方，向右側偏移15度。拍攝該照片時，卡西尼號距土衛一約18.3萬公里，太陽、土衛一與卡西尼號構成的夾角為29度。照片中每像素直徑為1公里。這組美得驚人的土星環圖片是卡西尼號開始執行最後一次任務之後傳回的最新一組照片。

　　圖2：這張照片是在距土星環180萬公里處拍攝的。由於光線在穿越土星大氣層使發生了折射現象，土星環在照片中顯得有些扭曲。

　　從圖片中可以看出，土星的A環和F環在與土星邊緣相交時，發生了詭異的扭曲現象，這是由於土星的大氣層起到了類似透鏡的效果。「在土星的上半部分，火星大氣吸收了一部分由土星環反射的光線。但不僅僅是這樣。在光線從太空進入大氣、再返回太空、進入卡西尼號的鏡頭過程中，光線的路徑發生了折射現象，即出現了彎折。因此土星環在照片上就好像扭曲了一樣。」

　　這張照片從土星環平面上方拍攝，傾角為18度，圖中為被陽光照亮的一側土星環。該圖攝於2016年6月9日，由卡西尼號窄角照相機在可見光下拍攝。拍攝這張照片時，卡西尼號距土星環約180萬公里，太陽、火星環與卡西尼號構成的夾角約112度。每像素直徑約11公里。

　　在拍攝這張照片不久之前，卡西尼號剛剛傳回一系列土星衛星組照。其中最近一張照片攝於2015年10月27日，由卡西尼號窄角照相機在綠光下拍攝。圖片中，土衛十位於中間靠上的位置，土衛一則處於照片右側。

　　其中最近一張照片攝於2015年10月27日，由卡西尼號窄角照相機在綠光下拍攝。圖片中，土衛十位於中間靠上的位置，土衛一則處於照片右側。

　　「兩顆衛星靜靜地待在土星環之外屬於自己的軌道上。」NASA描述道。圖片左側可以看到土星環的最外層，從左至右分別是土衛十和土衛一。由於土衛十形狀不規則，日夜分界線顯得歪歪扭扭。而土衛一形狀圓潤，體積較大，因此日夜分界線較為平滑。這張照片拍攝於距土衛十約96.3萬公里處，太陽、土衛十與卡西尼號構成的夾角為86度。每像素直徑為5.8公里。此處距土衛一約110萬公里，每像素直徑6.6公里。

　　此前由卡西尼號拍攝的照片顯示，土星衛星的引力比土星小得多，但足以對構成土星環的微粒造成影響，因此不斷改變著土星環的形狀。土星F環的複雜構造就是在附近的土衛十六和土衛十九影響下形成的，一縷縷細流相互纏繞、交織。而即使到了今天，土星的衛星仍在不斷改變著土星環的形狀。從卡西尼號探測器發布的新照片中可以看出，土星衛星的引力究竟對土星環的形狀產生了多大的影響。

　　這張照片由卡西尼號窄角照相機在可見光下拍攝。拍攝地點與土星環平面構成了12度傾角，距土星約230萬公里，太陽、土星與卡西尼號構成的夾角為105度。圖中為被陽光照亮的一側土星環。紅圈處為F環中直徑較寬的部分。

　　這張令人嘆為觀止的照片攝於今年2月21日，由卡西尼號窄角照相機在可見光下拍攝。土衛十六直徑雖只有86公里，但它的引力不斷影響著土星F環，最終將F環塑造成了今天的模樣。它偶爾還會親自進入土星環內部，把一部分物質清走，形成了一些「血塊」般的構造。土星環主要由大量形狀各異的水冰微粒構成。即使再微弱的引力，也能改變這些微粒的運行軌跡，從而影響土星環的形狀。

　　這張照片由卡西尼號窄角照相機在可見光下拍攝。拍攝地點與土星環平面構成了12度傾角，距土星約230萬公里，太陽、土星與卡西尼號構成的夾角為105度。圖中為被陽光照亮的一側土星環。F環位於土星環的最外層，距離A環外側約3000公里。它也許是太陽系中最活躍的一處環狀結構，變化速度可以用小時來衡量。1979年，先驅者11號成像團隊首次發現了它的存在。傳統觀點認為，分處其內外兩側的土衛十六和土衛十九共同維繫著F環。但近期研究顯示，也許只有土衛十六對其起到了約束作用。科學家認為，F環是土衛十六和土衛十九相撞時形成的。

　　如果地球的大小相當於網球，月球就只有彈子球那麼大，而土星則相當於在沙灘上玩的充氣皮球。雖然土星衛星的引力比土星小得多，但足以對構成土星環的微粒造成影響，因此不斷改變著土星環的形狀。

　　圖片顯示，兩道土星環之間的卡西尼縫幾乎和水星直徑一樣寬。這張照片攝於距土星120萬公里處，太陽、土星與卡西尼號構成的夾角為76度。每像素直徑為7公里。

　　卡西尼縫位於土星A環與B環之間，寬度約4000公里，接近水星直徑。科學家認為它是在距土星最近的土衛一的影響下形成的。

　　NASA上個月發布的另一張照片顯示，土星環有著驚人的直徑。該圖從土星環平面上方傾角4度處拍攝，圖中為被陽光照亮的一側土星環。圖片顯示，兩道土星環之間的卡西尼縫幾乎和水星直徑一樣寬。卡西尼縫寬度約4800公里，科學家認為它是在土衛一的影響下形成的。

　　卡西尼縫中的微粒圍繞土星旋轉的速度是土衛一公轉速度的兩倍，因此土衛一造成的引力干擾效果不斷累積，最終使兩道土星環之間出現了明顯的分界，兩側的微粒都無法返回卡西尼縫中。這兩道微粒分布最為密集的環分別為土星的A環和B環，中間由卡西尼縫隔開。

　　卡西尼縫最初由喬凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）於1675年發現。他認為土星環並不是一個完整的大環，而是由幾道更窄的環構成，每道環之間都有縫隙隔開。這張照片攝於距土星120萬公里處，太陽、土星與卡西尼號構成的夾角為76度。每像素直徑為7公里。卡西尼-惠更斯號任務是一次NASA、歐空局和義大利航天局合作開展的項目。

　　逆光拍攝時，大多數物體都顯得很黯淡。但令人驚訝的是，土星環的一部分卻顯得愈加明亮了。不過，土星主環的一部分在逆光下顯得較暗，尤其是微粒分布密集的B環。

　　這張組合圖片是在自然光下拍攝的，拍攝角度位於土星環被光線照亮的一側下方，傾角為10度。從左至右逐漸遠離土星。圖中可以看到土星C環、哥倫布縫（Colombo gap）和麥克斯韋縫（Maxwell gap）。D環位於C環左側，只是太過黯淡、難以看清。

　　圖為土星B環和惠更斯縫。土星環並不像從地球看過去那麼實在，而是由無數大小各異的碎冰、碎石和塵埃構成的。在陽光照耀下，B環似乎比附近的A環和C環更為明亮。不過在逆光拍攝時，A環和C環就顯得更明亮了。

　　圖中可見卡西尼縫和土星A環（包含恩克縫（Encke gap）和基勒縫（Keeler gap））。卡西尼縫最初由喬凡尼·多美尼科·卡西尼於1675年發現。他認為土星環並不是一個完整的大環，而是由幾道更窄的環構成，每道環之間都有縫隙隔開。所有土星環直徑總共達6.57萬公里。

　　卡西尼號於2008年6月完成了首次為其四年的土星探索任務，並在2010年9月完成了首次名為「卡西尼春分任務」的延長任務。如今，該探測器將開展第二次名為「卡西尼夏至任務的」延長任務，屆時將做出更多激動人心的重大發現。土星的夏至點為明年五月，此次任務也因此而得名。

　　卡西尼號於2008年6月完成了首次為其四年的土星探索任務，並在2010年9月完成了首次延長任務。如今，該探測器將開展第二次延長任務，屆時將做出更多激動人心的重大發現。該任務預計將持續至明年9月。