NASA發現土星正在飛速的吞食土星環

NASA最近證實土星正在以「觀測以來」最快的速度吞噬自己的環。土星利用自己的磁場，只需要半小時就可以從土星環中吸取差不多一個標準奧運會游泳池那麼多的水分。如果僅僅是這個速度，土星環還能撐個3億年，但是卡西尼號測量的土星環物質墜落進土星赤道的速度只能讓土星環最多再撐一億年，相比起土星40多億年的年齡來說，這個速度已經很快了。

土星環是太陽系行星的行星環中最突出與明顯的一個，土星環從內到外依次為：D環→C環→B環→A環→F環→G環→E環

一直以來科學家們都傾向於認為土星環是土星在形成之後某個時間段內捕獲的而不是和土星一起形成的。因為假設C環和B環一樣稠密，那麼C環要花更長的時間才會演變成現在的樣子。我們現在所看到的土星環，很可能是土星環的中年時間段。由此推測，也許我們今天所看到的木星、天王星和海馬王星的光環系統可能還算是細小的，在遙遠的過去他們有著更巨大的環系統。

如果土星環真的是在土星形成後才捕獲的，那麼這些環可能是環繞土星的冰衛星相撞產生的。因為土星環的主要成分是冰塊、塵埃顆粒和大到幾米大小的石頭。本來他們的環繞速度和土星對他們的引力是一對平衡力；但當來自於太陽的紫外光和撞擊到環上的微流星體所產生的等離子云掃過環中的微粒時，這些微粒會被「充電」從而使其帶電。當他們帶電之後，這些微粒就會受到土星磁場的影響，從而打破之前的力學平衡，將環中的微粒沿著磁場線拉向土星的上層大氣。

借用地磁場示意

等固體冰微粒到達土星大氣就會融化變成液態水微粒，水又會和土星大氣的電離層發生化學反應，生成一種被稱為H3+的帶正電粒子，由三個質子和兩個電子構成。這種粒子在陽光照射下會在紅外波段中發光，並可以被部署在夏威夷的Mauna Kea的Keck望遠鏡上的特殊儀器所觀察到。研究人員藉此發現了土星南北半球的發光帶，在那裡，與赤道處和土星環垂直的磁場最終收束進入磁場的兩極。他們借發光帶來估計土星環對土星兩極的降水量和其對土星大氣電離層的影響。

研究人員在南半球的高緯度地區發現了一條額外的發光帶，後來發現者這是土星磁場和土衛二運行軌道相交的地方。土衛二是一個地質活動非常頻繁的衛星，它常年間歇性的將水冰噴射進太空，而有一部分就順著磁場線進入土星。土衛二的間歇噴射現象最初在2005年由卡西尼號觀測到，其被認為在表面的冰層下有著流動的液態海洋。土衛二的地質活動和海洋環境使其被認為是太陽系中存在地外生命的最有希望的衛星之一。

本文譯自 phys，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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