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土星环是什么时候形成的?研究表明它可能是在恐龙时代形成的。

周冬雨烂醉如泥

北京时间1月21日消息,土星环是这颗气体巨行星最突出的特征,但它是什么时候开始形成的?一项新的研究表明土星环可能和恐龙一样古老,甚至比恐龙还要晚。土星环的年龄在学术界一直存在争议。一些研究人员认为,土星环是在大约45亿年前第一次诞生时形成的,当时太阳系中充满了微小的冰块。但其他研究者不同意。他们推测土星的环更年轻,也许是因为土星的重力撕开了经过的彗星或它自己冻结的卫星。为了总结这个案例,有一个可行的思考方法,那就是称出土星环的重量,称出组成土星环的物质的数量。我们已经知道构成土星环的物质是明亮的固态水冰,但随着时间的推移,这些晶莹剔透的水冰颗粒将逐渐被“空间风化”并被暗空间尘埃染色,从而逐渐失去光泽并变得暗淡。如果我们能知道土星环有多少是由土星环组成的,然后再看看其中有多少已经变暗了,再结合暗化的宇宙速度模型,我们就不能粗略估计土星环的年龄吗?但这种方法最大的挑战是:我们如何称重光环?最新的研究是基于美国和欧洲联合实施的卡西尼-惠更斯土星探测器的数据。探测器从2004年到2017年围绕土星运行了13年,是人类发射的首个专门用来“称重”土星环的土星星系探测器。这是这种方法面临的最大问题。此前,土星轨道上的卡西尼号宇宙飞船证实,只有约1%的土星光环材料被“污染”。现在,由意大利罗马大学教授卢西亚诺埃斯(Luciano Iess)领导的一个团队,他是卡西尼号宇宙飞船项目的成员,巧妙地测量了土星环的质量。他们的研究发表在1月17日的《美国科学杂志》上,艾斯本人是这篇论文的第一作者。让我们看看。他们是怎么做到的?该小组的工作是基于美国和欧洲联合实施的卡西尼-惠更斯土星探测器的数据。从2004年到2017年,探测器围绕土星运行了13年,是人类发射的第一个专用的土星星系探测器。2017年9月,由于燃料几乎耗尽,由地面引导的卡西尼号宇宙飞船以“自杀”的姿态冲入土星大气层,解体燃烧,结束了任务。美国国家航空航天局称这一壮举为大结局。但在其任务结束之前,卡西尼号也为科学做出了最后的和不可替代的贡献,在地面的精心指导下,它在土星和其最内层光环之间的狭缝中爆炸了22次,并对土星上层大气的外缘和T的内部区域进行了前所未有的近距离探测。他晕。但在穿越这一区域时,还有其他一些不容忽视的重要影响:简单地说,卡西尼号宇宙飞船在土星环外绕轨道运行,它感觉到的土星引力场实际上是土星及其环质量的结果。但当卡西尼从他们中间经过时,情况发生了变化。土星和土星环产生的引力场开始相互吸引。通过这种拉力,研究人员可以计算出土星及其环的质量,当然,还可以完成土星环的“称重”。在卡西尼号宇宙飞船穿越土星光环中间区域的六次飞行中,科学家们分析了卡西尼号宇宙飞船与地球之间的无线电通信信号,它们距离土星星云顶部2600公里至3900公里。由于航天器与地球之间的相对运动,无线电信号会呈现多普勒效应。这有点像看到一辆救护车从你身边驶来,在路边从你身边呼啸而过:你会注意到,当救护车靠近你时,它的警报器会变得更响,当车辆离开你时,它的警报器会变得更响。这是因为当你和救护车彼此靠近时,声波的波长被压缩,声音变得尖锐。相反,声波的波长被拉起,声音变低。同样,无线电波也表现出多普勒效应。但效果很弱,需要很高的测量精度。正如Es对媒体所说,“我们能以毫米级的精度测量13亿公里外的宇宙飞船的速度,这让我感到震惊。”之前,类似的研究已经在探测器上进行过,但精度要低得多。例如,在20世纪70年代,美国国家航空航天局的旅行者探测器测量出土星环的质量约为2.8亿吨,而根据卡西尼号宇宙飞船的数据,最新的估计是1.54亿吨,相比之下,最大的小行星谷神星(现升级为矮行星)的质量约为93.9亿吨。总之,根据这些数据,结合纯水冰变暗的速度模型,研究小组得出结论:土星环大约在1000万到1亿年前形成,并被翻译成更流行的语言:土星环大致形成于恐龙时代,甚至更晚些时候——你知道,恐龙时代结束于CRE的末期。大约6500万年前的默契。2017年9月,由于燃料几乎耗尽,由地面引导的卡西尼号宇宙飞船以“自杀”的姿态冲入土星大气层,解体燃烧,结束了任务。美国国家航空航天局称这场大结局更多的是关于土星的。此外,作者还根据卡西尼号最后阶段的高精度引力场数据,对土星的内部结构进行了详细的描述。例如,在土星赤道附近有一架高速喷气式飞机,据我们所知,其惊人的风速为每小时1500公里。相比之下,地球上靠近台风12中心的最大风速约为每小时126公里。研究小组进一步发现,喷气式飞机从土星大气表面向下,在土星内部至少延伸9000公里。这股巨大的气流正以比下圆圈快4%的速度围绕土星旋转。美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的卡西尼号项目科学家琳达斯皮尔克评论说:“发现土星的深层内部循环是对土星内部结构理论模型的一次重要改革。现在的问题是,是什么力量使这个快速旋转的外圆达到如此深的深度?这对土星的内部结构意味着什么?此外,研究小组在论文中还提到,最新的数据估计表明,土星的核心是地球质量的15到18倍。这与先前的估计大致相同。

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