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土星是如何正在“吃掉”自己的光环?
12-20 10:01:42 来源:科普中国

土星之春 

两次短暂的飞越不足以解答人们对土星的种种好奇。从80年代末开始,NASA开始计划一次对土星的长时间环绕探测任务,卡西尼号任务计划逐渐浮出水面。经过几年的研发与准备工作,1997年10月15日,一枚泰坦IVB型火箭将卡西尼-惠更斯探测器送入太空。 

经过几次内太阳系的重力助推操作,2004年6月,土星北半球的隆冬时节,卡西尼号进入了土星轨道。半年之后,惠更斯号土卫六着陆器与卡西尼号分离,卡西尼号开始了孤独而不寂寞的旅行。它的基本任务长度为4年,在那之后,卡西尼号在土星北半球的春天来临之际,执行了长度为2年的“春分点任务”。2010年起,健康状况良好的卡西尼号又踏上了长达7年的“夏至点任务”,这持续到了今年4月。自那之后的5个月,卡西尼号踏上了视死如归的最后旅途,“伟大终章任务”。 

卡西尼号任务跨越土星北半球的冬、春、夏三个季节,这样长时间的观测让我们有足够耐心,静静观察土星的阴晴变化。

上图为土卫十六与F环,下图为春分附近的土卫三十五与基勒环缝

上图为土卫十六与F环,下图为春分附近的土卫三十五与基勒环缝

(图片来源:卡西尼号) 

在土星光环的罅隙中,卡西尼号发现了土星光环层次分明的条带结构形成和保持的原因:土卫十六“普罗米修斯”(Prometheus)在暗弱的F环内侧绕土星公转,只有139千米长的这颗小卫星长的像个土豆,所到之处在F环中掀起阵阵波澜,仿佛驱赶羊群的牧羊犬一样驱赶着环中的微粒——这被称作光环中的“牧羊犬卫星”。另一颗大小、形状都差不多的小卫星土卫三十五“达佛尼斯”(Daphnis)占据了另一条赛道:它在明亮的A环外边缘,独自开垦出了一条整洁的小径——基勒环缝。它也时不时用它看似微弱的引力在小径两边卷起一些风浪:“春分点任务”中,卡西尼号借助2009年土星春分日附近太阳侧照光环的宝贵时机,拍下了土卫三十五在基勒环缝两边卷起的、高出光环平面的“浪花”在光环上的影子,让我们得以更直接测量出它的漫步对光环的影响究竟多大。旅行者号只窥得一目的光环变迁瞬间,在卡西尼的眼中终于连成一支支完整的影片。 

土星的美丽光环点燃了无数诗人和科学家的美好幻想。其实,在八大行星中,天王星、木星、海王星可能也曾经拥有行星环,只不过现在已经不明显了。在我们叹息土星环消逝的同时,或许能够看到它便是一种幸运。

原标题:土星正在“吃掉”自己的光环!历史上对它的探测从未停止

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