花小蜜

太陽系科普精靈

所有風(fēng)景都是有期限的

有些景色只是剛好出現(xiàn)在

人類祖先降生于這個星球的一瞬間

在之后的歲月里

它們會消失在這個宇宙

眾所周知，土星有一個巨大的光環(huán)。而它的成型卻非常晚，和那些軌道不斷變遷的小衛(wèi)星相似，光環(huán)誕生于很近的過去。

美國SETI研究所土星環(huán)首席研究員Matija Cuk說，“我們能夠利用計算機模擬厘清土星內(nèi)側(cè)衛(wèi)星的歷史。通過這項研究，我們發(fā)現(xiàn)它們很可能誕生于土星最近2%的歷史之中。”

科學(xué)家們通過計算土星數(shù)十顆衛(wèi)星軌道的傾斜角度測出了土星環(huán)的年齡。軌道傾斜發(fā)生的重力牽引影響了附近的天體。衛(wèi)星軌道變得不那么圓滿,它開始傾斜于原始軌道的平面。

通過比較當前的土星衛(wèi)星軌道傾斜程度，計算模擬預(yù)測了土星環(huán)的年齡，竟然小于1億年的歷史。

而這個時候的地球上，翼龍正在天空中飛過，劍龍等食草類恐龍還在在咀嚼著蕨類植物。

“于是？問題來了，是什么導(dǎo)致土星的這些內(nèi)側(cè)衛(wèi)星在這么近的時間上誕生？”

Cuk研究員回答道：“我們的最佳解釋是，一系列類似的土星衛(wèi)星的星體，它們的軌道被某種特殊的軌道共振破壞了，這種共振甚至涉及到土星繞著太陽所作的公轉(zhuǎn)。

最終，相鄰衛(wèi)星的軌道發(fā)生交叉，這些天體發(fā)生了碰撞。正是從碰撞之后的‘瓦礫堆’中，誕生了現(xiàn)在的光環(huán)?！?/p>

那么土星環(huán)還能陪伴我們多久？它的壽命早已過半…

NASA戈達德太空飛行中心的詹姆斯·奧·多諾霍說，“我們估算這場‘土星環(huán)雨’消耗的水量可以在半小時內(nèi)填滿一個奧運會專用游泳池…”

“單從這一點來講，整個土星環(huán)系統(tǒng)將會在 3 億年內(nèi)消失殆盡。然而，再加上卡西尼號探測到的落入土星赤道區(qū)域的土星環(huán)物質(zhì)，估計土星環(huán)撐不過 1 億年。與土星超過 40 億年的年齡相比，這個時間其實很短暫。” 

奧·多諾霍作為第一作者，在《伊卡洛斯》（Icarus）期刊上發(fā)表了一篇關(guān)于土星環(huán)雨的論文。

長久以來，科學(xué)家想了解土星是一形成就帶著土星環(huán)，還是最近才基本搞明白了。新研究支持的說法是，土星環(huán)的歷史小于 1 億年……

關(guān)于土星環(huán)的起源，科學(xué)家曾提出了各種理論。如果土星形成后才擁有了土星環(huán)，那么這些環(huán)應(yīng)該是由那些圍繞土星運行的小型冰凍衛(wèi)星碰撞形成，而碰撞的原因可能是它們的運行軌道受到路過的小行星或彗星引力牽引干擾。

暗示土星環(huán)雨存在的第一批證據(jù)來自當年旅行者號的觀測，那是一些看似毫不相關(guān)的現(xiàn)象：土星上層帶電大氣層（電離層）的特殊變化，土星環(huán)密度的變化，以及環(huán)繞星球北半球中緯的三條狹窄暗帶。

早在1981 年，旅行者 2 號在執(zhí)行探測任務(wù)時拍攝下土星模糊的上層大氣層（平流層）照片，其中便出現(xiàn)了這些暗帶。

1986 年，戈達德中心的杰克·康納內(nèi)在《地球物理研究快報》上發(fā)表了一篇論文，將這些狹窄暗帶和土星巨型磁場形狀聯(lián)系在一起，并提出，來自土星環(huán)的帶電冰凍顆粒順著不可見的磁場線向下流動，將水傾瀉到土星上層大氣層，也就是土星磁場線出發(fā)的地方。

來自土星環(huán)的水流出現(xiàn)在特定緯度，沖走了平流層的霧霾，大大減少了反射的光線，由此產(chǎn)生了旅行者號圖片中捕捉到的狹窄暗帶。

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土星環(huán)大部分是冰，大小從微小的塵埃粒到直徑幾米的大塊頭不等。土星巨大的引力將土星環(huán)的物質(zhì)拉向星球內(nèi)，而土星環(huán)的軌道速度要將它們拋向外太空，這兩種力相互平衡。

微小的顆粒會帶電，電荷或來自太陽的紫外線光，或來自環(huán)內(nèi)微小流星體碰撞產(chǎn)生的等離子云。帶電顆粒會感應(yīng)到土星磁場的拉力，在土星環(huán)的位置磁場向內(nèi)彎曲。

在環(huán)的某些部分，粒子一旦帶上電荷，前面提到的兩種力之間的平衡就被破壞，土星引力將這些顆粒沿著磁場線吸引入上層大氣層。

進入大氣層后，冰凍的環(huán)顆粒汽化，水和土星電離層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)的結(jié)果之一就是延長帶電粒子H3+離子的壽命，這種粒子由三個質(zhì)子和兩個電子組成。

受到陽光激發(fā)后，H3+離子發(fā)出紅外光，奧·多諾霍的團隊使用凱克天文臺的特殊儀器觀測了到這些紅外光。 根據(jù)一系列的觀測和計算，土星環(huán)的壽命早已過半，目前正處于消散的過程……

在不遠的未來，人類將親眼目睹土星環(huán)“蒸發(fā)殆盡”。

在人類天文學(xué)不發(fā)達的時代，科學(xué)家們只留意到了碩大而華麗的土星光環(huán)，后來才發(fā)現(xiàn)，木星也有暗淡的環(huán)。準確地說，其實是快要逝去的光環(huán)……

木星光環(huán)是太陽系第三個被發(fā)現(xiàn)的行星環(huán)系統(tǒng)，比天王星環(huán)還要晚。木星環(huán)首次被觀測到是在1979年，由旅行者一號發(fā)現(xiàn)的。在1990年代伽利略號對其了進行詳細調(diào)查。

25年來，哈勃太空望遠鏡也對它進行了觀察。而在地上需要現(xiàn)存最大的望遠鏡才能夠進行木星環(huán)的觀察。因為它實在太暗淡了…

隱約的木星環(huán)系統(tǒng)主要由塵埃組成。環(huán)分成四個部分：厚厚的粒子環(huán)面內(nèi)暈層稱為“光環(huán)”；一個相對光亮的而且特別薄的“主環(huán)”；以及兩個外部既厚又隱約的“薄紗環(huán)”（或稱“蛛網(wǎng)環(huán)”），其名稱由形成它們的衛(wèi)星物質(zhì)而來：木衛(wèi)五（阿馬爾塞）和木衛(wèi)十四（底比斯）

環(huán)系統(tǒng)的主要質(zhì)量，包括不可見的主體，約為10的16次方千克，和木衛(wèi)十五質(zhì)量相當。它的形成時間遠遠早于土星光環(huán)，而今已近暮年…

也許木星光環(huán)的徹底消失會持續(xù)一個特別漫長的歲月，但人類確實是在目睹光環(huán)走向終結(jié)。

天王星也有個暗淡的環(huán)，由直徑小于10米的黑暗顆粒組成的暗環(huán)系統(tǒng)。

這是繼土星環(huán)之后，在太陽系內(nèi)被發(fā)現(xiàn)的第二個環(huán)系統(tǒng)。已知的13個清晰的環(huán)中，最亮的是ε環(huán)。

自20世紀80年代以來，天王星環(huán)的模樣發(fā)生了很大變化。這表明天王星在過去的21年里，遭受過巨大撞擊，但地球人由于觀測手段的限制，一直不知情。

咱們隔壁的火星也曾有個光環(huán)，還持續(xù)了蠻長時間。但是，在人類降臨地球之前，很久遠的歷史中，它消失了……

美國科學(xué)家們確認火星光環(huán)是在2020年6月2日，來自SETI研究所和普渡大學(xué)的科學(xué)家們宣布了其存在的證據(jù)，而且，這項發(fā)現(xiàn)將有助于解釋為什么火星最小的月亮戴莫斯軌道異常傾斜。

2020年6月《天體物理學(xué)雜志快報》上的這篇新論文也發(fā)布在同期召開的美國天文學(xué)會第236次代表會議上，諷刺的是，這場會議的召開，竟然是由于COVID-19新冠病毒疫情。

雖然福波斯和戴莫斯這兩顆小月亮的軌道與火星赤道幾乎位于同一平面上，這表明它們與火星是同一時間形成的，但戴莫斯的軌道傾斜了大約有2度。這種傾斜是一個不尋常和無法解釋的發(fā)現(xiàn)。它也曾被認為在火星科學(xué)方面并不那么重要。

現(xiàn)在看來，一直以來，這個小小的異?，F(xiàn)象——看上去不起眼的2度傾斜——暗示了這顆紅色星球過去非常有趣的事情……火星曾經(jīng)是有光環(huán)的！

三年前，科學(xué)家們就通過計算提出，火星兩顆小月亮中較大的一顆——福波斯，可能會周期性地為火星形成一個環(huán)系統(tǒng)。

在這種情況下，火星有一系列光環(huán)，以十億年的周期出現(xiàn)，雖然這一世的人類沒趕上目睹火星光環(huán)；但將來火星還會有新的光環(huán)。它的發(fā)生是因為——目前火衛(wèi)一福波斯正緩慢地繞著越來越靠近火星的軌道運行。

最終，火星的引力會將福波斯撕碎，小月亮的結(jié)構(gòu)將形成一個環(huán)。稍后，環(huán)中的物質(zhì)將再次聯(lián)合形成新的小月亮。研究人員認為這在火星的歷史上已經(jīng)發(fā)生過多次。關(guān)于另一顆月亮戴莫斯的火星環(huán)的最新論文提出了另一種理論：

根據(jù)研究人員的算法，一顆新生的衛(wèi)星將同時遠離環(huán)和火星，朝著與火衛(wèi)一福波斯或任何向內(nèi)遷移的衛(wèi)星相反的方向移動。一個向外遷移的衛(wèi)星，就在環(huán)的外面，可能會發(fā)生軌道共振——兩個軌道上的天體相互施加規(guī)律性的周期性引力影響——這樣戴莫斯的軌道周期正好是另一個月球的三倍。就會再次穩(wěn)定下來。

你是否曾經(jīng)想象過？當你仰望星空時……看到的不是那個熟悉的大月亮，而是一個類似土星奇觀的美麗光環(huán)？這真的是不切實際的想象嗎？這個宇宙的設(shè)計者真的沒給過地球這項“福利”嗎？并不

通過計算，科學(xué)家們相信地球曾經(jīng)有一個光環(huán)，盡管，那是幾十億年前的舊風(fēng)景了。他們測算這個光環(huán)出現(xiàn)在地球月球形成的早期。

根據(jù)普遍接受的巨型撞擊假說，在遙遠的過去，一顆名為Theia的原行星與初生的地球相撞。

這次碰撞導(dǎo)致地球上的物質(zhì)大爆發(fā)，諸多巖漿沖入了近地軌道那些物質(zhì)形成了一個光環(huán)，并且，最終合并成我們今天看到的這個美麗的月球。

根據(jù)目前相對主流的天文學(xué)觀點，我們明亮的大月亮，就是地球光環(huán)變成的。所以宇宙的設(shè)計者還真沒怠慢過地球，和別的行星一樣，它曾經(jīng)擁有過一切。那么月球會一直陪伴著我們嗎？并不

月球和地球的這種親密關(guān)系已經(jīng)持續(xù)了45億年。兩顆星體，手挽手一起和太陽螺旋起舞穿越著銀河中的漫長軌道。

但現(xiàn)在，悲劇的是，我們熟悉的月亮，正朝著遠處離去，我們和月亮曾經(jīng)更親近，而時間似乎過得更快。事實上，6.2億年前，地面上一天只有21小時?，F(xiàn)在它們已經(jīng)拖到了24小時，而且只會越來越長，而月球的平均距離已經(jīng)達到384400公里。感覺太遠了，而且會越來越遠。

隨著月亮以每年1-2厘米的速度向遠處漂移。我們的日子每一個世紀都要延長1/500秒。看上去不多？然而最終我們失去這個大月亮是必然的……

感謝看完，辛苦了！記得還有投票這個小環(huán)節(jié)哦……