天文学家找到土星光环成因

2010-12-14 16:01 来源: 人民网
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  土星堪称太阳系最漂亮的行星之一,其最大的特征就是拥有美丽的“腰带”(光环)。这条惹人注目的光环使土星看上去像戴着一顶漂亮的大草帽。天文学家发现构成光环的物质是碎冰、岩块、尘埃和颗粒等,它们排列成一系列的圆圈绕着土星运行。

  长期以来,这条光环是如何形成的,一直是天文学家努力研究的热点问题。《自然》杂志近日发表文章,讨论了有关此事的最新成果。文章说,几百万年前,一颗卫星在土星引力作用下与包围土星的大气相撞。随后,土星吸住“死星”外围冰块,最终成型了美丽光环。

  此前,人们认为,土星光环是其卫星彼此相撞或者是外来星云与土星相撞的结果,不过近年来天文学家发现,土星光环主要由冰构成(95%)。因此,它很可能是一颗“冰壳卫星”与土星外围物质相撞后的结果。这颗死星其他部分因重量较大而坠入土星大气层。

  土星在很多方面像木星,如它与木星同属于巨行星,它的体积是地球的745倍,质量是地球的95.18倍。在太阳系八大行星中,土星的大小和质量仅次于木星,占第二位,像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕,并被较多的卫星所拱卫。这颗行星由于快速自转而呈扁球形。

  土星赤道半径约为6万公里,但平均密度只有0.70克/立方厘米,是八大行星中密度最小的。有天文学家认为,如果把土星放在水中,它能浮在水面上。土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在冲日时的亮度可与天空中最亮的恒星相比。

  土星大气以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体,大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云。资料显示,由于土星光环平面与土星轨道面不重合,且光环平面在绕日运动中方向保持不变,所以从地球上看,土星光环视面积便不固定,从而使土星的视亮度也发生变化。

  美国航空航天局在2009年发现,土星周围存在一个“隐形”的巨大光环,这个光环可以容纳10亿个地球。据称,该光环平面与土星主光环面成27度倾角,该光环内侧距离土星约595万公里,宽度约1190万公里,其直径相当于300倍土星的直径,由冰和尘埃组成。

  由于土星接受的太阳光线就很少,因此这条“隐身”光环反射出的可见光就更少。不过,虽然组成光环的尘埃温度很低(仅有零下193℃),但却散发出热辐射。美国航空航天局拥有的斯皮策太空望远镜正是通过捕捉到了这些热辐射才发现了这个巨大的光环。

  此外,天文学家发现,土星光环的组成物质就象车轮那样:步调整齐的绕着土星运转,而不是离土星越远的碎石块和冰块的运动速度就会越快。这一发现显然违背了目前已经掌握的物质运动定律。究竟是什么样的规律在土星光环的运动中起作用,目前仍是不解之谜。