土星光环是何时形成的?研究称可能形成于恐龙时代

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北京时间1月21日消息,土星的光环是这颗气态巨行星最显眼的底部形态,但它究竟是这类 时候刚开始形成的?一项最新研究认为,土星光环的年龄而且 和恐龙的时代差太满,甚至有而且 其产生的时间要比恐龙时代更晚。

关于土星光环的年龄现象在学术界总是 充满争议。或多或少研究者认为土星的光环在土星大慨在45亿年前最初诞生时就一并形成了,而且 当时的太阳系内充满着各种细小的碎冰块。但还会 研究人员对此未必赞同,人们人们人们人们人们人们人们人们人们 猜测土星光环要更加年轻,或许是土星的引力撕裂了一颗刚好路过的彗星而且 它自身的一颗冰冻卫星时候产生的。

要想断这类 案,有十根可行的思路,那要是 我对土星光环进行称重,称一称构成土星光环的物质上加一并究竟有几个。人们人们人们人们人们人们人们人们人们 而且 知晓,构成土星光环的物质还会 明亮的固态水冰,但随着时间推移,这类 原本晶莹剔透的水冰颗粒会逐渐遭受“空间风化”并沾染上暗黑色的空间尘埃,因而逐渐选择选择离开光泽,变得暗淡。而而且 人们人们人们人们人们人们人们人们人们 还要知道究竟有几个物质构成了土星的光环,再看一下其中大慨有几个百分比的物质而且 变的暗淡了,结合变黑的普遍效率模型,人们人们人们人们人们人们人们人们人们 不就还要大致估算土星光环的年龄何时?

原本这类 法律法律依据的最大挑战在于:人们人们人们人们人们人们人们人们人们 该为什给光环称重?

这项最新研究工作的基础是美国和欧洲联合执行的“卡西尼-惠更斯”土星探测器的数据。这艘探测器在30004年至2017年间,整整13年时间还会 围绕土星运行,是人类发射的第一颗专门土星系探测器

给土星光环“称重”

没错,这是这类 法律法律依据面对的最大现象。在此时候,正在土星运行的卡西尼飞船而且 确认,土星光环物质中,仅有大慨1%的成分遭受了“污染”。而现在,由卡西尼飞船项目组成员,意大利罗马大学教授卢西亚诺·艾斯(Luciano Iess)领导的有有另一一两个研究组巧妙地测算出了土星光环的质量,人们人们人们人们人们人们人们人们人们 的相关研究而且 发表在1月17日出版的美国《科学》杂志上,艾斯当事人是论文第一作者。

人们人们人们人们人们人们人们人们人们 来看一看,人们人们人们人们人们人们人们人们人们 是为什做到的?

艾斯团队工作的基础是美国和欧洲联合执行的“卡西尼-惠更斯”土星探测器的数据。这艘探测器在30004年至2017年间,整整13年时间还会 围绕土星运行,是人类发射的第一颗专门土星系探测器。2017年9月份,而且 燃料接近耗尽,在地面引导下,卡西尼飞船以“自杀式”姿态冲入土星大气层解体焚毁,从而刚开始这场使命。当时美国宇航局将这类 壮举称作“壮丽终章”(the Grand Finale)。

但在刚开始当事人的使命时候,卡西尼探测器还为科学做出了最后,也是无可替代的贡献——它在地面的精心引导下,先后22次冲入土星与其最内侧光环之间的狭小洞隙,时候所未有的近距离对土星高层大气外侧边缘和光环内侧区域环境进行了探测。

但从这类 区域穿越还有或多或少无法忽略的重大意义:简单来说,此前卡西尼飞船运行的轨道是在土星光环之外,此时它感受到的土星引力场着实是土星质量和它的光环一并产生的。但当卡西尼从两者之间穿越而过时,请况处于了变化,土星和其光环的产生的引力场刚开始相互“拉扯”,通过这类 “拉扯”,研究人员还要解算出土星及其光环两者分别的质量大小,当然也就完成了对土星光环的“称重”!

在卡西尼飞船执行的其中6次穿越土星-光环上面区域飞行期间,科学家们对卡西尼飞船与地球之间的无线电通讯联络信号进行了分析,此时飞船距离土星云层顶部大慨在23000公里至3900公里之间。而且 飞船与地球之间的相对运动关系,无线电信号会表现出多普勒效应。这还会 点像有你在马路边看后个油远远驶来,而且 从你肩上呼啸而过的救护车:让人注意到,当救护车向你靠近时,它的警笛声变得愈发尖锐,而当车辆逐渐远离你时,它的警笛声变得愈发低沉。这是让人和救护车之间相互接近时,声波波长被压缩,声音变得尖锐,反之,声波波长被拉升,声音变得低沉。同样的道理,无线电波也会表现出这类 多普勒效应。

但原本的效应是很微弱的,你还要极高的测量精度。正如艾斯对媒体所表示的那样:“我当事人也很震惊,人们人们人们人们人们人们人们人们人们 竟然不需要 做到对一艘远在13亿公里外的飞船的效率做没有 精确的测定,误差达到毫米级。”

此前还会 探测器做过这类的研究,但精度要低得多。比如上世纪70年代美国宇航局的“旅行者”探测器测定的结果是土星光环质量大慨是2.8亿亿吨,而此次根据卡西尼飞船数据得到的最新估算结果则是大慨1.54亿亿吨,相比之下,最大的小行星谷神星(现在而且 升级为矮行星)的质量大慨是93.9亿亿吨。

总之一句,根据这类 数据,结合纯净水冰变暗的效率模型,研究组得到的结论是:土星光环大致形成于30000万至1亿年前,翻译成更加通俗的语言要是 我:土星光环大致形成于恐龙时代,甚至更晚——要知道,恐龙时代在大慨630000万年前的白垩纪末期就刚开始了。

2017年9月份,而且 燃料接近耗尽,在地面引导下,卡西尼飞船以“自杀式”姿态冲入土星大气层解体焚毁,从而刚开始这场使命。当时美国宇航局将这类 壮举称作“壮丽终章”(the Grand Finale)

更多关于土星的发现

除此之外,作者还在论文中提到了更多内容,包括基于卡西尼最后阶段的高精度引力场数据估算的土星內部底部形态。比如土星赤道付近处于的高速喷流——人们人们人们人们人们人们人们人们人们 此前而且 知道其风速达到惊人的每小时30000公里,相比之下,地球上12级台风的中心付近最大风速大慨是126公里/小时,而此次研究团队进一步发现这股气流从土星大气冠部向下,大慨要延伸到土星內部9000公里以上。这股巨大的气流围绕土星快速转动,其转动效率要比下方的圈层快出大慨4%左右。

美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的卡西尼项目科学家琳达·斯皮尔克(Linda Spilker)评论道:“关于土星效率內部环流的发现时对于土星內部底部形态理论模型的一次重要改革。现在的现象在于,是这类 力量原困着这类 內部快速转动圈层还要深入到没有 巨大的效率上?而这对于土星的內部底部形态形成又原困着着这类 ?”

除此之外,研究团队还在论文中提到,最新数据推算显示,土星的岩石内核质量大慨是地球质量的15~18倍。这与此前的估算结果大致相同。