土星的環系統很可能形成當恐龍仍在地球上行走時,會持續根據《雜誌》上發表的兩項新研究,最多只有幾億年伊卡洛斯。
這張哈勃的圖像預示著土星的“講話季節”的開始,在圖像左側的B戒指中出現了兩個粉碎的輻條。圖片來源:NASA / ESA / AMY SIMON,NASA的GODDARD太空飛行中心 / Alyssa Pagan,STSCI。
太陽系的所有巨型行星都有環系統,其中大多數是相對較低的質量,由環形,弧形或散佈環組成,其特性表明它們在頻譜上是黑暗的,並且水冰本質上是不存在的,或者不是主要的組成組成。
這與土星環形成鮮明對比,土星環相對較大,由質量%的水冰組成。
土星的戒指是如此的巨大和冰冷,幾乎可以肯定是它們起源和年齡的線索。
“我們不可避免的結論是,通過天文學標準,土星的戒指必須相對年輕,只有數億年的歷史,”印第安納大學天文學名譽教授理查德·杜里森(Richard Durisen)說。
“如果您看土星的衛星系統,還有其他暗示在過去的幾億年中發生了戲劇性的事情。”
杜里森(Durisen)教授及其同事,美國國家航空航天局(NASA)的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的保羅·埃斯特拉達(Paul Estrada)博士長期以來一直認為土星的戒指相對年輕。
但是,直到NASA的Cassini Mission獲得數據之前,尤其是2017總決賽,由22條軌道組成,在土星及其環之間傳遞 - 他們能夠使用理論模型來確定環的年齡和壽命,以置信度,通過計算長時間的戒指變化。
對於他們的工作,尤其重要的是卡西尼的測量值,對流星湧入率,環的質量以及環材料的流入率進入土星。
流星體的影響不僅污染了環,而且最終導致材料向內向內漂移到地球上。
作者提出的理論模型表明,戒指應以卡西尼觀察到的每秒多噸的巨大速度損失質量,這意味著戒指的其餘壽命僅為又只有數億年左右。
他們的詳細計算首次將粘性擴散(由於環粒子相互作用)與旨在跨越土星這樣的環系統整個生命週期的仿生效應。
他們證明,鑑於卡西尼(Cassini)測得的子流星湧入率,與太陽系的年齡相比,與太陽系的年齡相比,將來施加了短期壽命。
埃斯特拉達博士說:“我們已經表明,像土星這樣的巨大戒指不會持續很長時間。”
“一個人可以推測,我們太陽系中另一個冰和氣體巨頭周圍的相對較小的環是曾經像土星一樣曾經大量巨大的戒指。”
“也許在不久的將來,從天文學上講,在土星的戒指被擊落之後,它們看起來更像是天王星的稀疏環。”
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Richard H. Durisen和Paul R. Estrada。 2023年。由於彈道運輸和質量負荷,土星環的質量流入率很大。伊卡洛斯400:115221; doi:10.1016/j.icarus.2022.115221
Paul R. Estrada和Richard H. Durisen。 2023年。對土星環的最初質量,年齡和壽命的限制,包括粘性演變,包括由於微型度量轟炸而引起的污染和運輸。伊卡洛斯400:115296; doi:10.1016/j.icarus.2022.115296