美国宇航局艾姆斯的三项研究称土星环年轻而短暂

2010年1月2日，卡西尼号飞船从土星轨道上看到的宇航研究景象。在这张照片中，局艾行星夜晚一侧的称土光环被显著增亮，以更清晰地展示它们的星环特征。在白天，年轻光环被直射的而短阳光和土星云层反射的光照亮。这张自然色的美国姆照片是卡西尼飞船的窄角相机在可见光下拍摄的图像的合成，距离土星大约140万英里(230万公里)。宇航研究卡西尼飞船于2017年9月15日结束了使命。局艾鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院/空间科学研究所
（神秘的称土地球uux.cn）据美国宇航局（凯伦·福克斯）：虽然没有人能够看到没有光环的土星，但在恐龙时代，星环这个星球可能还没有获得标志性的年轻配件——未来的地球居民可能会再次知道一个没有它们的世界。
美国宇航局位于加州硅谷的而短埃姆斯研究中心的科学家最近进行的三项研究检查了美国宇航局卡西尼任务的数据，并提供了证据表明土星环既年轻又短暂——当然是美国姆从天文学的角度来看。
新的研究着眼于环的质量，它们的“纯度”，进入的碎片增加的速度，以及这如何影响环随时间变化的方式。将这些元素放在一起，人们可以更好地了解它们已经存在了多长时间以及还剩下多少时间。
光环几乎完全是纯冰。不到百分之几的质量是来自微流星体的非冰“污染”，例如比一粒沙子还小的小行星碎片。这些粒子不断与环粒子碰撞，并向环绕行星的物质贡献碎片。光环的年龄很难确定，因为科学家们还没有量化这次撞击，以计算它已经持续了多长时间。
现在，三项新研究中的一项给出了非冰物质的总到达率的更好的想法，以及自它们形成以来它应该“污染”了多少。分析还表明，微流星体没有科学家想象的那么快，这意味着土星的引力可以更有效地将物质拉入光环。这些证据表明，这些光环不可能暴露在这场宇宙雹暴中超过几亿年——这只是土星和太阳系46亿年历史的一小部分。​
支持这一结论的是第二篇论文，它从不同的角度研究了微小的太空岩石对光环的持续撞击。这项研究的作者指出了在研究中被极大忽视的两件事。具体来说，他们正在研究控制光环长期演变的物理学，并发现两个重要因素是微流星体撞击和这些碰撞产生的碎片在光环内的分布方式。将这些因素考虑在内表明，这些光环可能在仅仅几亿年后就达到了现在的质量。结果还表明，由于它们如此年轻，它们很可能是在土星系统内不稳定的引力摧毁了一些冰冷的卫星时形成的。​

虽然四颗巨行星都有环系统，但土星的环系统是迄今为止最大、最令人印象深刻的。科学家们试图通过研究光环的形成以及它们如何随着时间的推移而演变来了解原因。美国宇航局研究人员和他们的合作伙伴最近进行的三项研究提供了证据，证明这些光环是土星相对较新的一部分，它们可能只会再持续几亿年。鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院/空间科学研究所
“土星的标志性主环可能是我们太阳系的近期特征这一观点一直存在争议，”埃姆斯研究人员杰夫·库齐(Jeff Cuzzi)说，他是最近一篇论文的合著者，“但我们的新结果完成了卡西尼测量的三连胜，使这一发现难以避免。”库齐也是卡西尼任务中土星环的跨学科科学家。
那么，土星可能已经存在了40多亿年才呈现出现在的样子。但是，它还能指望戴上我们今天所知道的漂亮戒指多久呢？
卡西尼任务发现，随着最内部区域的物质落入行星，光环正在迅速失去质量。第三篇论文首次量化了环物质在这个方向上漂移的速度，流星体再次发挥了作用。它们与现有环粒子的碰撞以及由此产生的碎片向外投掷的方式结合起来，形成了一种运动传送带，将环物质带向土星。通过计算所有这些粒子的碰撞对它们最终消失在地球上意味着什么，研究人员得出了一些对土星不利的消息:它可能在未来几亿年内失去光环。
“我认为这些结果告诉我们，所有这些外来碎片的不断撞击不仅污染了行星环，而且随着时间的推移，它们应该会逐渐减少，”艾姆斯研究人员兼三项研究的合著者保罗·埃斯特拉达说。“也许天王星和海王星的小而暗的光环就是这个过程的结果。土星环相对较重且冰冷，这是它们年轻的标志。"
年轻的戒指，但是——唉！–寿命也相对较短。然而，人类不应该哀悼他们的最终灭亡，而是应该感激这个物种出生在土星穿戴整齐的时代，一个让我们观看和研究的行星时尚标志。
对于研究人员:
美国宇航局艾姆斯研究人员及其合作伙伴的三篇论文是:
2023年5月12日发表在科学进展的文章中写道:“坠入土星环的微流星体限制了它们的年龄，不会超过几亿年。”。“粘性演化对土星环初始质量、年龄和寿命的限制，包括微流星体轰击造成的污染和运输，”发表在Icarus，2023年5月11日。“由于弹道运输和质量负载，土星环中的大质量流入率，”发表在Icarus，2023年5月11日。
对于新闻媒体:
对报道这些话题感兴趣的新闻媒体成员应该与埃姆斯新闻编辑室联系。
作者:艾比·塔博尔和亚伦·麦金农，美国宇航局艾姆斯研究中心

(责任编辑：休闲)