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主题:【原创】大约二三年前写的一组天文科普 -- 小木

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家园 十、土星环之谜

  在天王星发现之前,土星是人类所知道的离我们最远的大行星。当伟大的科学先驱伽利略把他的望远镜对准这个“最高行星”的时候,他发现,土星似乎是由三颗星星组成的。以后,随着观测手段的进步,人们发现,伽利略所看到的除了土星,还有壮丽的土星环。这个壮丽的环,把土星打扮成了我们在地球上可以见到的最美丽的行星。

  最早,人们认为土星环是一个固体的圆盘,是一个整体。后来,土星环内的缝隙被发现了,例如著名的卡西尼环缝。在这些环缝的装点下,土星环看上去就像一张密纹唱片。最后,科学家确认了土星环是由无数的围绕土星运转的小固体块组成的,主要是直径4到30厘米的冰块。这些小块如果聚合在一起,大约是一个有月球这么大的圆球。

  现在,科学家们知道,在土星环所处的空间里,任何较大的卫星都会被土星的引力引起的潮汐作用扯碎。因此,土星环可能是由大量无法形成卫星的碎片所组成的,或者是由一颗或几颗卫星被扯碎后的残骸形成的。但是土星环形成的原因到底是上述两个可能之一,还是两个可能共同作用的结果,还没有定论。科学家还发现,很多土星的卫星与土星环的关系非常的密切,他们似乎参与塑造了土星环的形态,并且正在维持土星环的存在。但是这套相互作用的系统非常复杂,我们至今仍然无法有效的描述它。

  在人们发现土星环之后的几百年,随着观测技术的发展和宇宙飞船的探索,天文学家又在1977年发现了天王星环,在1979年发现了木星环,在1989年证实了海王星环的存在。木星、土星和天王星、海王星一样,都属于巨大的“类木行星”,它们的组成和结构都类似。它们的光环的发现,说明光环并不是一种特殊的现象,而是所有巨大气体行星所共有的一个特征。可是,它们为什么都有环,还没有一个令人满意的答案。而且,木星、天王星和海王星的环都是狭窄的、暗淡的,很难被观测到,为什么偏偏土星的光环如此广阔、明亮、美丽?这个问题也还有待进一步研究。


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