最新研究稱:如果恐龍有望遠鏡,它們可能看不到土星環!
你能想像早期沒有土星環的太陽系嗎?你能想像恐龍在地球上遊盪時的地球嗎?當這兩個想像重合在一起時,你會發現一個早期理論完全被顛覆!
根據卡西尼號任務的數據顯示,土星環可能只有1000萬到1億年的歷史,而恐龍距今距今2.5億年-6500萬年前。所以它們可能在恐龍統治時期並不存在,實際上可能是太陽系相當近現代的發展,也就是說,如果恐龍有望遠鏡,它們可能看不到土星環!
卡西尼號在抵達土星13年後,也就是2017年,在環繞土星的最後一次軌道上收集了這些數據。由於燃料耗盡,卡西尼號將航天器送入土星與其光環之間的22個超近軌道,距離雲層頂部2600-3900公里。這些隱藏的數據讓科學家們對土星環的年齡有了新的估計。
科學家激動地稱,「只有在卡西尼號最後的軌道上如此接近土星,我們才能收集到測量數據,做出新的發現。謝謝卡西尼號用犧牲換來了這些數據!」
在22個近距離軌道中的6個,卡西尼號與地球建立了無線電聯繫。通過監測這種聯繫,科學家們能夠確定土星的重力場和土星環的質量。不過在這些重要數據發現之前,卡西尼號一直在土星環之外,這意味著任何引力讀數都是土星質量和土星環質量的組合。卡西尼號潛入土星和土星環之間,將土星的引力從土星環中分離出來,測量土星環的質量。
正如研究所稱,「土星的內部結構、風的深度、光環的質量和年齡限制了它的形成和演化。」「卡西尼號被送往土星,至少部分原因是為了了解這些因素是如何組合在一起的。」「土星的重力測量可以通過動力學和成分年代測定法來確定土星環的質量,這與土星環的年齡有關。」,最後,根據這些新的測量我們得出土星環的質量(1.54±0.49)×10的19次方千克所以土星環的質量大約是土星衛星土衛一的一半。
這是卡西尼號拍攝的土星環的n張照片。這項研究測量了最大的三個環A、B和c的質量。「只有在卡西尼號最後的軌道上如此接近土星,我們才能收集到測量數據,做出新的發現,」研究人員說。「通過這項工作,卡西尼號完成了其任務的一個基本目標:不僅要確定土星環的質量,還要利用這些信息完善模型,確定土星環的年齡。」
那麼土星環的質量如何告訴我們它們的年齡?
科學家們已經知道土星光環的質量和它們的年齡之間存在聯繫。環的質量越低,它們就越年輕。這是因為環是明亮的,大部分是由冰構成的。在很長一段時間內,它們會被碎片污染,顏色變暗,表明年代更久遠。而且,想要保存長久,它們必須更大,才能存活這麼久。所以現在科學家有了更好的計算環的質量方法,進而可以更準確地估計年齡。
這一對土星環年齡的估計與之前基於卡西尼號數據的研究相悖。2008年的一項研究表明,這些環有數十億年的歷史。多年來,其他研究也得出了類似的結論。但到目前為止,還沒有一項研究有精確的質量測量方法。
這是哈勃太空望遠鏡拍攝的土星環的照片。「卡西尼」號的黑暗部分將寬的內B環和外A環分開。不太明顯的C環就在B環裡面。
早前對於光環如何形成的問題困擾了無數人,而新發現的年輕環的證據正好回答了這個答案,即年輕環是由一顆走得太近被土星引力撕碎的彗星形成的,或者是由一場破壞了前一代冰凍衛星的事件造成的。
對於較年輕的土星環,它可能需要一顆彗星,甚至可能需要一顆離土星太近的衛星。土星的引力會把那個物體分開,然後剩下的碎片會繼續形成環。
長久以來,人們一直認為土星環有數十億年的歷史,是在土星之後不久形成的。但隨著科學家們對這個問題的研究,隨著我們得到越來越多的數據,這種觀點正在逐漸被毀滅。它看起來越來越像是近現代才接近土星的東西,然後分裂,形成土星環。
這項研究再次顛覆了人類對早期太陽系的某些理論,或許有更多的理論正在被破解!
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