![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91V3c-0.jpg)
太阳系有八大行星 , 从内测向外数第六位就是土星了 。土星是太阳系里质量仅次于木星的气态巨行星 。但同时它的密度比水还低 , 是一颗质量很轻的行星 。比如 , 把土星放到一个足够盛下它的水池里 , 会发现它可以浮在水面 。
然而提到土星 , 就不得不提众所周知的巨大土星环了 , 它基本称得上是土星的代名词了 。那么土星环是怎么形成的 , 半径大小又能让人惊异到何种程度呢?
本篇文章笔者就这个疑问为调查中心 , 相继展开一系列疑问 , 有兴趣的读者一定要来看看!
土星环究竟是什么?
作为土星代名词的土星环 , 究竟从何而来?
![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91U4I-1.jpg)
土星自身体积之庞大 , 在地球可以裸眼观测 , 但可惜的是土星周围的环状是裸眼观测不到的 。
调查表明 , 其主要成分中水和冰粒子占了99.9% , 其余还包含了托林和硅元素 。(注:托林是甲烷 , 乙烷等简单结构有机化合物在紫外线照射下形成的共合分子)构成主环的粒子 , 小到微米(μm)大到10m以上 。
最初人类发现土星环的时候 , 只能通过观测知道它的形状像一个环状物 。但如今随着科学的发展我们已经能很明确的认知土星环的性质 。
接下来我来说说土星环的观测史吧 。
土星环的观测历史
![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91QG0-2.jpg)
首次观测到土星环的是著名的伽利略(Galileo Galilei) , 他于1610年用望眼镜捕捉到了土星环 。但由于受限于当时望眼镜的性能 , 他并没能够正确的认识“环”的性质 。
他在写给科西莫二世·德·美第奇(Cosimo II de'Medici)的信中提到 , “土星是三个星体的结合体”也就是说伽利略认为观测到的“环”是星体 。看来即使是提出了“日心说”的学者也很难正确的观测宇宙呢 。
![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91SX2-3.jpg)
图解:卡西尼-惠更斯号于2006年9月15日拍得的土星环全貌(亮度在这张图中被强化)
而首次真正把这些集合体确认为“环”的天文学家是克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens) 。他在1655年自制了望远镜 , 其性能比伽利略所使用的高出50倍 , 并且以此确认了土星是被巨大的“环”围绕起来的既定事实 。
![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91Q596-4.jpg)
图解:黑暗的卡西尼缝分开了在内侧宽广的B环和外侧的A环 , 这张影像是哈勃太空望远镜的先进巡天照相机在2004年3月22日拍摄的 , 较不明显的C环就在B环的里面 。
随后 , 乔凡尼·多美尼科·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)发现 , 土星的环是由众多小环和环之间的巨大空隙构成的 。他最初发现的土星环空隙 , 最远的高达4800km , 被命名为“卡西尼环缝” 。“卡西尼环缝”间距4800km意味着多大呢?大到 , 它可以装下整个月亮 。
“环”是如何形成的?
那么 , 究竟土星环是如何形成的呢?其实关于这一点众说纷纭 。
以前的主流说法是曾经围绕土星公转的卫星“真理”(Veritas)超过了洛希极限 , 由于潮汐力的作用化为齑粉 , 形成了“环” 。现在的主流说法有了转变 , 40亿年前在“后期重轰炸时期”(众多陨石和小行星冲撞太阳系行星的时期) , 直径400—600km的卫星大规模冲撞破坏形成了“尘埃环” 。
![土星的化身--土星环 土星环是圆的吗](http://img.yunnanlong.com/221021/1R91R215-5.jpg)
(注:何谓洛希极限? 洛希极限是指在不破坏行星和卫星前提下 , 能接近主星的最小限界距离 。如果小于这个距离 , 那么受潮汐力影响会摧毁行星和卫星 。地球和月亮的关系也是如此 , 如果月亮进入了地球半径3倍以内的距离 , 月亮就会被潮汐力所碎散 。然而确实有一部分处在洛希极限中的天体并未碎散 。比如木星的卫星“木卫十六”和“木卫十五” , 由于质量很小 , 所以受潮汐力的影响也很有限 。即使处在洛希极限的位置也并没有被碎散而是继续围绕金星公转 。)
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