星環是什麼
土星環
伸到土星以外遼闊的空間,土星最外環距土星中心有10個至15個土星半徑,土星光環寬達20萬千米,可以在光環麵上並列排上10多個地球,如果拿一個地球在上麵滾來滾去,其情形如同皮球在人行道上滾動一樣。
主要的土星環寬度48千米至30.2萬千米,以英文字母的頭7個命名,距離土星從近到遠的土星環分別以被發現的順序命名為D、C、B、A、F、G和E。土星及土星環在太陽係形成早期已形成,當時太陽被宇宙塵埃和氣體所包圍,最後形成了土星和土星環。
奇異的土星光環位於土星赤道平麵內,與地球公轉情況一樣,土星赤道麵與它繞太陽運轉軌道平麵之間有個夾角,這個27度的傾角,造成了土星光環模樣的變化。
我們會一段時間“仰視”土星環,一段時間又“俯視”土星環,這時候的土星環像頂漂亮的寬邊草帽。另外一些時候,它又像一個平平的圓盤,或者突然隱身不見,這是因為我們在“平視”光環,即使是最好的望遠鏡也難覓其“芳蹤”。
土星環的發現
1610年,意大利天文學家伽利略觀測到土星的球狀本體旁有奇怪的附屬物。1659年,荷蘭學者惠更斯認出這是離開本體的光環。
1675年意大利天文學家卡西尼,發現土有一條暗縫,後稱卡西尼環縫。他還猜測由無數小顆粒構成。兩個多世紀後的分光觀了他的猜測。但在這200年間,土星環通常做是一個或幾個扁平的固體物質盤。
直至1856年,英國物理學家麥克斯韋從論上論證了土星環是無數個小衛星在土光環中間光環是證實看赤道麵上繞土星旋轉的物質係統。1979年9月1日,“先驅者11號”飛臨土星,實現了對土星的近距離探測。天文學家說,它所發回的大量照片和數據使我們對土星的了解更加透徹。它發現了土星的兩道新光環,發現了土星的新衛星和磁場。
為了對宇宙進行深入考察,繼“先驅者11號”之後,於1977年8月20日和1977年9月5日美國又先後發射了“旅行者2號”和“旅行者l號”兩艘飛船,繼續對土星進行考察。另外,由於軌道設計巧妙,飛船在飛向土星的途中,還分別飛臨土衛六、土衛三、土衛一、土衛二、土衛四和土衛五,並於1980年11月13日,在距土星12.4萬千米處掠過土星,再一次對土星進行了深入的科學探測,送回了10000多張照片以及各種數據。
從這些新的信息中,又有了驚人的新發現,使關於土星的教科書必須重新改寫。有些科學家風趣地說:“我們得到的關於土星的知識,比在以前的整個人類曆史上所得到的還要多。”
最近,天文學家通過美國宇航局“斯皮策”太空望遠鏡觀測到土星“超級尺寸”的環狀結構,之前他們未曾探測到。經測量該環狀結構的垂直高度為土星直徑的20倍,而土星的直徑是地球的9倍,這個神秘的環狀結構可以容納10億顆地球。
光環是怎樣形成的
凡是用望遠鏡觀看過土星的人,都為它那美麗的光環所吸引。淡黃的像橘子似的星體圍繞著發出柔和的白色光輝的光環,使人不得不驚歎大自然的絢麗多姿。
是什麼構成這美麗而壯觀的光環的呢?它們是固體的,還是由許多粒子組成的?
20世紀初,天文學家開勒爾將光環構造之謎破解了。根據開勒爾的測量,土星光環內緣的速度比外緣的速度要大,說明光環不是固體而是由許多冰凍的顆粒狀小天體組成的。它們大小相差懸殊,大的可達幾十米,小的不過幾厘米或者更微小。
那麼,它們是一個挨一個均勻地單層排列著,還是各種粒子互相重疊形成多層的排列呢?“旅行者1號”為我們提供了關於土星光環的新形象。
它發現,光環平麵內有數百、數千條大小不等的同心環,環中有環,看起來就像是唱片上的紋路一樣。大多數的環是光滑勻稱的,但也有些是鋸齒形的,有些呈輻射狀,還有些像發辮那樣互相扭結在一起,令人眼花繚亂。“旅行者1號”的探測再次證明,土星光環是由無數大小不等的粒子組成的,粒子直徑在幾厘米至幾米之間。這些粒子以驚人的速度圍繞著土星旋轉,並且還發出功率很強的無線電信號。土星表麵被濃密的氫氣雲所籠罩,從地球上用望遠鏡看去,土星表麵有些明暗交替的條帶,這是土星上的氣流形成的。偶爾出現的白色斑點,可能是土星風暴。
“旅行者1號”發回的照片向我們揭示土星表麵特征極其豐富多彩:既有斑點、暈圈,又有盤旋著的金色絲帶以及旋渦狀的棕黃色、黃色、橘紅色、褐色的帶狀物,充分表現出土星表麵氣流翻滾、風暴迭起的劇烈活動情景。