很难想象没有它辉煌、广泛、复杂的光环。然而，当卡西尼号探测器于 2004 年抵达研究这颗行星时，它有了一个奇怪的发现：构成环的冰块和颗粒出奇地干净，没有天文学家预期会因微流星体持续轰击而发现的尘埃。数十亿年。
科学家们认为这意味着环并不总是存在的。事实上，他们不过是100至4亿年。可能是在他们头顶的天空中，赤裸的、无环的土星正在践踏地球。
好吧，你可以从大脑中消除那些令人不安的心理画面。一项新研究由东京科学研究所和法国国家科学研究中心的研究人员设计发现土星环可能毕竟很古老——并且对环内的冰如何保持干净如哨子的情况给出了简洁的解释。
“卡西尼号宇宙飞船的数据表明，这些环可能很年轻，因为它们看起来很干净，许多人只是接受了这个结论。然而，我们现在的理论工作表明，干净的外观并不一定意味着这些环很年轻，”行星科学家龙树东京科学研究所的 Hyodo 告诉 ScienceAlert。
“所以，我认为这是指导未来行星探索任务的重要见解；你最好不要被它的第一眼所迷惑。”
尽管太阳系中的其他巨行星也有环，但它们与土星的环完全不同。,、和海王星都被精致、空灵的环所束缚，除非你使用。
相比之下，土星实际上是由其广阔的光环来定义的。鉴于已发现大量气态巨行星，在太阳系之外，环似乎很常见，但我们对土星这样的环知之甚少。如果它们的寿命相对较短，仅持续几亿年，我们对他们的经历可能只是身处其中的一个例子。
但如果它们的寿命更长，这不仅会对太阳系产生影响，也会对太阳系产生影响。雄伟的行星环可能是我们可以考虑的因素的。
土星环年轻的假设是基于高速流星体不断轰击构成土星环的冰而没有尘埃的情况。 Hyodo 和他的同事想知道环的年轻外观是否还有其他解释，因此他们进行了理论建模，看看当你在寒冷的真空空间中将尘埃粒子高速撞击到冰中时会发生什么。
尺寸小于 100 微米的微小微流星体在土星强大的引力作用下加速绕土星旋转。与此同时，构成环的冰块可能会更大一些，从厘米到米。
当粒子运动超过25公里时（约 15 英里）每秒撞击冰块时，撞击产生的热量不会污染冰块，而是会导致微流星体和冰表面的一小部分区域蒸发；其中一些凝结成纳米颗粒，其余的仍然是原子和分子。
从那里开始，“纳米颗粒、原子和分子在土星周围的等离子体环境中带电；一旦带电，土星的磁场就会影响带电纳米颗粒和离子的轨道，”兵藤解释道。
“最后，微流星体材料（环的变暗材料）现在以纳米颗粒和离子的形式，要么撞击土星，要么逃入土星大气层或进入太空。总之，环很难被微流星体变暗。影响。”
如果是这样的话，土星环可能已有数十亿年的历史。此外，这种现象可能意味着土星环未来存在的时间比我们想象的要长。卡西尼号探测到大量水从土星落下– 每半小时足以填满一个奥林匹克游泳池。
观察到的下落物质被解释为环衰变的速率；只需一亿年，它们就会变得面目全非。但是，Hyodo 和他的同事发现，环雨可能是微流星体轰击产生的蒸发水。
如果土星环更古老，它们也更容易解释。数十亿年前，太阳系更加混乱，增加了发生小行星或婴儿行星之间碰撞等事件的可能性，这些碰撞产生了围绕土星旋转并形成土星环的碎片云。
目前这只是一个假设，但它肯定会解决有关土星及其环的几个持续存在的问题。 Hyodo 和他的同事正在努力进一步探索他们的发现。
“根据我们的研究，我的同事现在正在进行实验室实验，以模拟微流星体对冰粒子的影响。这些实验可以帮助进一步验证我们的结果，”他告诉 ScienceAlert。
“此外，我正在领导科学团队执行多项日本行星探索任务，包括未来可能进行的一项任务，致力于更仔细地研究土星环。这样的任务将使我们能够比卡西尼号更接近土星环的距离，从而使我们能够我们直接观察撞击事件或收集间接证据，可以更多地了解环的年龄。”
该研究发表于自然地球科学。
