還剩1億年！最新研究表明：土星正以驚人的速度失去光環

我們太陽系的所有行星都有它們的魅力，但很少有像土星光環那樣閃亮和具有標誌性的。但是，就像宇宙中的所有事物一樣，它們不會永遠存在——現在行星科學家發現它們正在以難以置信的速度消失。

好吧，從行星的角度來看是快的。土星環可能在1億年的時間內解體並落入土星，這一過程被稱為「環雨」。

這一發現是根據美國國家航空航天局的旅行者1號和2號探測器的觀察得出的。旅行者1號和2號探測器分別於1980年11月和1981年8月在前往太陽系外的途中遇到土星。

將這些數據與卡西尼號的觀測結果結合起來，卡西尼號分析了從土星環落到行星上的物質，使天文學家能夠準確計算出土星環解體的速度。

事實證明，它的速度和旅行者號最初預測的最大速度一樣快。

美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的行星科學家詹姆斯·多諾霍說：「我們估計，這些『光環雨』在半小時內就會從土星環排出大量的水，這些水可以填滿一個奧林匹克大小的游泳池。」

「僅從這一點來看，整個土星環系統將在3億年之後消失，除此之外，卡西尼探測器測量到的土星環物質被探測到落入土星赤道，而土星環的壽命還不到1億年。」

「與土星40億年的年齡相比，這是相對較短的。」

旅行者號探測器觀測到的一些奇怪現象中首次發現了環形雨的跡象。他們發現土星電離層發生了一些奇怪的變化，土星環的密度也發生了變化，在中北部緯度有三個暗帶環繞著土星。

起初，這些事情被認為是無關的。但1986年的一篇論文提出，這些暗帶是由土星環上的冰粒子引起的，這些冰粒子由太陽或等離子體場帶電並拉下了土星的磁場線。

當它們與土星的上層大氣接觸時，這些冰粒子就會汽化，這些水的流入就會清除霧霾，然後這些霧霾就會以暗帶的形式出現。

至於電離層的變化，也與環形雨有關。帶電粒子與土星電離層發生化學反應，產生長壽命的三氫陽離子，在紅外線下發光。研究小組能夠在土星上看到這些發光的紅外波段，並將其與估計的降雨速率相匹配。

這項研究也為解開另一個謎提供了證據:土星環是何時以及如何出現的。它們是與行星一起形成的，還是晚些時候到達的?

卡西尼號獲得的證據指向古老的光環，當時太陽系還在形成。但在此之前，科學家們曾認為這些光環可能只有1億年的歷史，可能是由月球和彗星的碰撞，或者是土星的衛星(它有很多衛星)之間的碰撞產生的，這些碰撞產生的碎片被土星的引力捕獲在光環中。

根據研究小組的說法，年輪的衰變速度與之前的假設更加一致——也就是大約1億年的年齡——因為假設C環曾經和B環一樣緻密，那麼C環要變薄就需要這麼長的時間。

「我們很幸運能夠看到土星環系統，它似乎正處於生命周期的中期，」O"Donoghue說。

但是不要害怕——太陽系中還有其他的環系統。木星、天王星和海王星都有光環，它們可能會停留更長時間。天王星的光環被認為最多有6億年的歷史，這意味著它們的動力學可能與土星的非常不同。

海王星也被認為有非常年輕的光環，但是木星上面有一個大大的問號。也許他們都快壽終正寢了。

「如果光環是暫時的，」奧多諾霍說，「也許我們只是錯過了木星、天王星和海王星的巨大光環系統。」

那將是值得一看的。

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