[科普中國(guó)]-土星環(huán)很年輕，“才”幾億歲而已

自打我們看到土星的一天起，那條絢麗的土星環(huán)似乎就是一直在那兒存在著的，它點(diǎn)燃了無數(shù)詩人和科學(xué)家的美好幻想。然而，在NASA卡西尼號(hào)探測(cè)器即將壽終的最后幾個(gè)月里，科學(xué)家們通過它發(fā)現(xiàn)事實(shí)好像并非我們所想象的那樣。日前，在由美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)（AmericanGeophysicalUnion，AGU）舉行的一場(chǎng)會(huì)議上，天文學(xué)家們告訴了我們一個(gè)的真相：土星環(huán)其實(shí)非常年輕，在幾億年前，土星環(huán)還并不存在，而那時(shí)的土星或許也只是一顆貧瘠而荒涼的星球。在數(shù)億年前的土星上，曾經(jīng)發(fā)生過一些大災(zāi)難?；蛟S，一顆流星或是小行星撞上了土星周圍的一顆衛(wèi)星，將大量撞擊后產(chǎn)生的碎屑拋上了土星的軌道；亦或者，土星的衛(wèi)星軌道不知怎么發(fā)生了突變，引力拉扯的巨力將一個(gè)土星的衛(wèi)星撕成了碎片，造就了土星環(huán)。無論當(dāng)時(shí)發(fā)生了什么，卡西尼號(hào)探測(cè)器所帶回的兩個(gè)新證據(jù)，都有力地向我們證明了在45億年前的太陽系中，這些土星環(huán)還并不存在，這和科學(xué)家們長(zhǎng)久以來的認(rèn)知是截然不同的。NASA艾姆斯研究中心（ARC）的一位土星環(huán)研究專家?guī)忑R（JeffCuzzi）表示：“對(duì)我來說，這完全推翻了我所知道的土星環(huán)的故事線?！笨ㄎ髂崽?hào)探測(cè)器帶回的第一條線索是這些土星環(huán)的質(zhì)量。多年來，許多科學(xué)家依據(jù)土星環(huán)的不透明度、密度和主環(huán)B環(huán)的外觀，一直傾向于相信土星環(huán)的質(zhì)量很大，甚至大過土衛(wèi)一。催生出如此大質(zhì)量的土星環(huán)需要海量的“碎片”，這種情景只可能出現(xiàn)在幾十億年前，那時(shí)的太陽系還是處于被大量星球填滿的誕生初期。日前，意大利羅馬智慧大學(xué)的行星科學(xué)家魯西阿諾·艾斯(LucianoIess)在AGU大會(huì)上宣布，在卡西尼號(hào)探測(cè)器墜入土星前所完成的22次軌道穿越中，他們收集到了其中5次軌道穿越的數(shù)據(jù)，它將土星B環(huán)的質(zhì)量再次帶回到了我們討論的聚光燈下。艾斯領(lǐng)導(dǎo)著卡西尼號(hào)的無線通訊實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，他們通過分析卡西尼號(hào)探測(cè)器發(fā)出的無線信號(hào)的多普勒頻移現(xiàn)象，來判斷它所處軌道的質(zhì)量。當(dāng)卡西尼號(hào)鉆入土星和這些土星環(huán)之間的間隙時(shí)，艾斯所在的團(tuán)隊(duì)能識(shí)別出這些土星環(huán)的引力，并進(jìn)而計(jì)算出它們的質(zhì)量。“它們的中心值差不多只是土衛(wèi)一質(zhì)量的0.4倍，”艾斯這樣說道。如果那些將質(zhì)量換算成年齡的理論是正確的話，艾斯補(bǔ)充表示：“這數(shù)據(jù)就已經(jīng)很明確地告訴我們，這些土星環(huán)并不是跟土星一起形成的?！敝С诌@一結(jié)論的還有另一條證據(jù)，而這一證據(jù)將在本周三舉行的AGU大會(huì)上公布。在數(shù)十億年前，土星上曾下過一場(chǎng)從太陽系邊緣地帶飄來的隕塵雨，所以土星環(huán)上的水凍冰塊理應(yīng)也會(huì)被染黑，而它們變黑的速度取決于轟擊率，而這事兒目前還未被確定。美國(guó)科羅拉多大學(xué)波爾多分校的太空物理學(xué)家薩斯查·科恩普夫(SaschaKempf)表示，在經(jīng)歷了12年艱苦而漫長(zhǎng)地測(cè)量和分析之后，卡西尼號(hào)探測(cè)器上所攜帶的宇宙塵埃分析器（Cosmic DustAnalyzer）已經(jīng)確定了土星環(huán)隕塵的通量，它和“此前推算的數(shù)據(jù)并不一致”?？贫髌辗?qū)⒃谥苋倪@場(chǎng)大會(huì)上宣布他們的新發(fā)現(xiàn)。這一土星環(huán)隕塵通量比科學(xué)家們此前的預(yù)期要大上10倍，這意味著這條土星環(huán)的年齡約在1.5-3億年之間，或是更加年輕?！拔覀兊臏y(cè)量方法是我們所能采用的一個(gè)最為直接的測(cè)量方法，”科恩普夫這一補(bǔ)充說道。“沒有什么測(cè)量法能比這更好了，我們不得不承認(rèn)，這條土星環(huán)非常年輕。”此前曾一直認(rèn)為土星環(huán)年齡不小的科羅拉多大學(xué)波爾多分校的行星科學(xué)家拉里·埃斯波西托(LarryEsposito)表示，綜合分析這兩條證據(jù)，土星環(huán)很年輕的這一結(jié)論是可信的?！斑@兩條卡西尼號(hào)所帶回來的結(jié)論很有說服力地證明土星環(huán)很年輕，它的年紀(jì)或許還不到2億年，”埃斯波西托這樣說道。埃斯波西托還表示，在上世紀(jì)80年代初的時(shí)候，旅行者號(hào)探測(cè)器在飛過土星時(shí)也曾傳回過相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)似乎也預(yù)示土星環(huán)的質(zhì)量比我們想象的小，而這也意味著土星環(huán)也比較年輕。然而，當(dāng)時(shí)旅行者號(hào)探測(cè)器背后的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)費(fèi)經(jīng)心思提出了一個(gè)假象的情景來解釋這一數(shù)據(jù)——他們的想法是當(dāng)時(shí)太陽系中為數(shù)不多的，能對(duì)土星造成威脅的某顆小行星或彗星撞了上去，將土星的一顆衛(wèi)星給撞炸了。然而，這一猜想顯然是有些牽強(qiáng)的。“我們當(dāng)時(shí)只是誤打誤撞地提出了這個(gè)想法，但如今的我們似乎又回到了原點(diǎn)?！卑Ｋ共ㄎ魍羞@樣說道。目前，天文學(xué)家們才剛開始研究能形成土星環(huán)的撞擊是如何發(fā)生的。“雖然我們每個(gè)人都不太愿意承認(rèn)，但事實(shí)是我們目前確實(shí)沒有任何可行的解釋，”庫齊這樣說道。又到了需要新理論來支持這一數(shù)據(jù)結(jié)果的時(shí)候了，庫齊最后補(bǔ)充表示：“太陽系可能到處存在這樣出人意料的驚喜。”（編輯：p_vqqizhang）