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在太阳系中,有一颗行星看起来像是戴着一顶发亮的“草帽”,这颗行星便是土星,而这顶太阳系的“草帽”,就是耀眼的土星环了。

早在1610年,伽利略在用自制的望远镜观察土星时,就发现土星好像有两个“耳朵”。当时的伽利略以为土星可能是由一大二小的三个天体组成,并怀疑这两个“耳朵”是两颗卫星。尽管产生了怀疑,但是伽利略却一直不敢将观察到的结果发表,因为他观察到土星的“卫星”并没有绕着土星公转,而似乎是永远停留在自己的位置不动。随着进一步观测,伽利略惊奇地发现,他以为的那两颗“卫星”竟然在两年后离奇失踪了,但是在三年后又重新出现。

差不多又过了半个世纪,当荷兰天文学家惠更斯用更大、更好的望远镜观测土星时,才解开了伽利略当年的疑惑。原来,伽利略以为的那两颗“卫星”,其实与土星并不相连,它们是环绕在土星赤道面上的光环。当土星运行到与地球垂直的时候,光环的侧面转向我们,土星环就像一张薄纸,此时光环就“消失”了。

因为土星环的主要成分是冰,因此它可以说是由无数的冰颗粒组成的——小到细微的冰冻尘埃,大到冰山大小的巨大冰块。而且,土星的光环不仅仅只有一个环,根据研究人员的探测,土星光环主要划分为7层,环与环之间有奇特的缝隙,卫星们在其中穿过。从距离来看,离土星最近的是D环,其亮度最暗;其次是C环,它的透明度最高;然后是B环和A环;在A、B环之间,是著名的卡西尼环缝,宽约5000千米;另外,在A环外,还有E、F、G三个环。

那么,这壮美的土星环究竟是怎样形成的呢?中国科学院地质与地球物理研究所特聘研究员尧中华认为,土星环的形成有两种假说。第一种假说认为,在土星形成之后,其周围残留了一些当时形成行星后的“建筑垃圾”,这些剩余的物质分布在土星的周围,形成了土星的光环。另外一个假说是,土星形成后,也许曾经有过另外一个朝着土星的方向运动过来的小天体,因为土星有很大的潮汐力,这种极强的潮汐力就把这个天体撕裂成了碎片,撕裂的碎片分散开来,形成了如今的土星环。

其实,在太阳系的行星中,土星并不是唯一拥有光环的行星。木星、海王星和天王星也都有各自的光环系统,但是它们的光环一般来说更小、更暗,几乎难以被看到,并不像土星的光环那样耀眼。那么,这些行星的光环又是怎样形成的呢 ?

其实木星和海王星的光环比较类似,都是由尘埃物质组成的,而尘埃物质的反光能力很弱,因此木星和海王星的光环不容易被看见。天王星光环里的物质颗粒较大,所以天王星光环的反光能力就相对来说高一些,而且,天王星的光环里有十多条环带,每个环带里的物质也各不相同,因此,关于行星光环的探索,还需要科学家们继续研究。

科学家们预测,在未来的某一天,土星的光环或将消失不见。值得庆幸的是,在我们生活的这个年代,还能看见土星美丽的“草帽”。

科幻地带

《太阳系之旅——土星》

CCTV10

08月07日 16:39

监制 / 田龙 主编 / 刘铭 王志存

编辑 / 张雨 顿丹 赵文茜(实习)

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