土星旁边竟有两枚“飞碟”卫星(图)


土星的卫星:“土卫十八”的潘恩不像卫星,反而像飞碟。(网络截图)

你觉得飞碟总是“来无影,去无踪”?其实,外太空有两枚“飞碟”永远的“挂”在那里,一千年,一万年,不曾改变。

不过,歹势,这两枚长得很像飞碟的“飞碟”,其实不是飞碟,而是土星的两枚卫星:分别是“土卫十五”的阿特拉斯(Atlas) 以及“土卫十八”的潘恩(Pan )。

长久以来,科学家都为这两枚卫星的奇特形状困惑不已(为什么它们不是圆的呢?)。

这两颗直径仅有约32公里的奇怪形状卫星是如何形成的呢?经过数年的研究之后,欧洲科学家们最近表示他们可能已经对此有了一些头绪。

科学家们注意到,土星所有卫星里,有14颗小卫星密度很小:仅有冰水的一半。而它们的形状,则让人怀疑它们最初是否是从土星光环中逐渐形成的。而它们的形状,则让人怀疑它们最初是否是从土星光环中逐渐形成的。

但它们面临一个严重的障碍,那就是由于引潮力作用,土星光环中的物质颗粒很难聚合形成更大的块状体。当一个小卫星行进到距离一颗行星一定距离内时,行星产生的引潮力将撕裂这颗小天体,使其发生解体。 这一距离天文学上称为“洛希极限”。土星光环大部分就位于洛希极限距离之内。
因此科学家们假设,当初在形成土星光环时,那些不幸误入土星“洛希极限”范围而被撕裂解体的小天体,剩下了较坚固的内核部分,就变成了卫星。

欧洲航太总署的科学家卡洛琳·波科(Carolyn Porco)说:“我们设想,要在光环环境里形成具有我们目前所见到那么大小的卫星,只有一种可能性。那就是从具有较大质量的残留内核开始,表面逐渐累积松散的光环物质,于是慢慢变大,最终形成卫星。”

透过这种方式,即使在非常靠近土星的位置上,同样可能形成一颗卫星。 这样的结果便是产生出位于光环区的小卫星,其大小应当为其原始残留内核的两到三倍,外部包裹了一层疏松的冰质微粒。

去年在美国航太总署西南研究所进行的一项模拟研究显示,土星最初可能拥有数颗像土卫六(Titan)大小的卫星,但后来落入土星毁灭了。

当时,由于土星施加的潮汐变形作用,这些大卫星产生大量地热,导致外表冰雪融化,岩石物质下沉入地下深处。并且由于强烈的引潮力,其表面物质不断遭到剥蚀,散入太空。

来自西南研究所行星科学董事会的罗宾·卡耐普(Robin Canup)博士领导了这项研究,他说:“这项研究认为光环物质是原始的,它们和一些大卫星的毁灭几乎发生于同一时代。这就暗示,土星的光环,以及土星内侧,直到土卫三(Tethys)位置的一些卫星拥有相同的起源,标志着土卫六大小的几颗大卫星的最后岁月。”

那么,对于“土卫十五”和“土卫十八”的奇特外形又该如何理解呢?

科学家们猜测案就是吸积盘(accretion disc,一种由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构,常见于绕恒星运动的盘状结构)。这是宇宙中非常常见的现象,规模差异巨大。从行星吸积盘,到星系吸积盘,这个小内核也有自己的吸积盘,当这个吸积盘旋转时,离心力使中部的物质向外膨胀,并因此形成了一种蝶形的外观。

法国巴黎第七大学的塞巴斯蒂安·卡诺滋(Sebastien Charnoz)教授说:“我们的计算机模拟显示,当土星光环比较稀薄时,这种吸积过程将相当迅速,并沿着原始的土卫十八和土卫十五内核赤道形成吸积盘。”

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