研究:土星远比想像中年轻,且正在消失


根据最新的研究,未来的观星迷可能无法再透过望远镜看到土星最具代表性的招牌土星环,土星环主要由碎冰组成。


有线电视新闻网(CNN)报导,美国国家航空暨太空总署(NASA)太空探测船「卡西尼号」(Cassini)曾在2004到2017年间绕行这个巨大的气体行星。卡西尼号土星任务获得的数据所做的新分析,让人们对于土星环已存在多久,以及它们何时会消失一事有了新洞见。相关研究结果已在3项今年5月发表的研究中分享。


太阳系和其中各个行星约在46亿年前形成,长久以来,科学家都在争论土星环的年龄和起源。部分天文学家主张,明亮、冰冻的土星环一定比预料中来得年轻,因为它们在数十亿年间并没有因为与流星体的交互作用而受到侵蚀或变得黯淡。


卡西尼号的数据导向了一项新发现。这项5月15日发表于期刊「伊卡洛斯」(Icarus)的新发现支持这种土星初期形成后过了很长时间才出现土星环的理论。5月12日和5月15日分别发表于期刊「科学先端」(Science Advances)和「伊卡洛斯」的研究都做出了类似的结论。


印第安纳大学(Indiana University)布鲁明顿(Bloomington)校区天文学荣誉教授、「伊卡洛斯」研究主要作者杜里森(Richard Durisen)说:「我们不可避免地做出这样的结论,即根据天文学标准来看,土星环肯定相对年轻,年龄只有几亿年。」


根据研究人员说法,当恐龙在地球上漫步时,土星的7道环可能仍在形成中。土星环大致由碎冰组成,只有极小部分是由破碎的小行星碎片和微流星体在太空中产生的岩石尘埃。这些碎片类似沙粒,与土星环的粒子发生碰撞,创造出漂浮的碎片,呈环形绕着土星运行。


研究人员能够测量出有多少宇宙尘埃定期穿过太阳系,并在冰环上堆积起来。在13年间,卡西尼号的圆桶状「宇宙尘埃分析仪」(Cosmic Dust Analyzer)能够收集到163粒尘埃颗粒,这些颗粒来自土星系统之外,围绕着这颗气态巨大行星旋转。同时,随着流星体渗入土星环,它们将最内环中的物质快速推向土星。卡西尼号观察到土星环每秒失去许多吨的质量,就天文学来说,这意味着土星环所剩时间已不多。研究人员估计,土星环最多只会再存在个几亿年。


先前的研究指出,土星环可能会在1亿年内消失。


NASA位于加州山景市(Mountain View)艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的研究科学家艾斯特拉达(Paul Estrada)透过声明表示:「我们已证明,像土星环这样的巨大行星环不会持续很久。」


「我们可以推测,太阳系中其他冰态和气态巨大行星周围相对较小的行星环,是曾经像土星一样巨大行星环的残余物。就天文学来讲,也许在不久的将来,土星环被磨蚀后,它们看起来会更像天王星稀疏的行星环。」


研究人员指出,环绕海王星和天王星的黯淡行星环曾经像现在的土星环一样,更大且更亮。