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土星环起源引争议 或已44亿岁与主人一样古老

http://www.kexue.com 2013-12-26 09:57:21 凤凰科技  发表评论


卡西尼号宇宙飞船拍摄的土星和环的最新图片,该图片增强了对比度并加强了颜色

  近日一项最新的研究显示,土星环产生于44亿年前——约为土星自身形成后不久。土星环起源一直是备受争议的问题,有的研究人员认为它是一个相对年轻的结构,而其它人认为它大约和气体巨星的众多卫星形成于同一阶段。这项最新的研究利用了美国宇航局环绕土星的卡西尼号宇宙飞船收集的数据,它支持了后一种情景,研究人员在12月10日召开的美国地球物理学协会年度会议上这样说道。

  卡西尼号的测量数据暗示了“主要的环可能(极其)古老,而不仅仅是几亿年老,” 美国科罗拉多大学波尔多分校的萨斯查·科恩普夫(Sascha Kempf)这样说道。土星环系统非常巨大但极其薄,宽度大约有28万千米宽却只有10米厚。环主要是由水冰组成,但它也包含少数岩石材料,这是因微流星体轰击造成的。

  科恩普夫和同事利用卡西尼号宇宙飞船的宇宙尘埃分析仪设备测量了这样的微小粒子经过土星系统有多频繁。他们非常惊讶的发现只有极其少的尘埃物质与土星环接触,从距离土星半径的5倍至50倍的空间范围内,平均来说每秒钟每平方厘米只有0.0000000000000000001克,从科学的角度来说就是10-19克尘埃经过。测量到如此低的尘埃经过频率,研究小组随后计算出土星环可能已经存在了44亿年。

  科恩普夫和同事还重建了很多这样的尘埃粒子的轨道,他们发现最大份额的尘埃很可能来自于柯伊伯带,海王星轨道以外的冰天体环。然而,有些尘埃可能来自更遥远的奥尔特云,甚至来自于星际空间,科恩普夫说道。

  这使得土星区域的尘埃与靠近地球和内太阳系其它部分的物质非常不同,这主要是因木星和它自身强大的引力拖拽作用造成的。“本质上来说,木星将太阳系分成内太阳系和外太阳系。” 科恩普夫解释道。

  耗资32亿美元的卡西尼号项目发射于1997年,它于2004年到达土星。项目的运作被延伸至2017年,宇宙飞船将撞击土星大气层结束自己的生命。

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