研究表明一次巨大的卫星碰撞可能产生了土星的标志性光环

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一项新的研究显示，可能曾经围绕土星运行的两颗古老的冰冷卫星之间的碰撞可能导致了土星标志性的光环系统。(图片来源:NASA)

（）据美国太空网（基思·库珀）：一项新的研究显示，可能曾经围绕土星运行的两颗古老的冰冷卫星之间的碰撞可能导致了土星标志性的光环系统。

土星可能是太阳系中最引人注目的行星，但它也可能是最令人难以置信的行星之一。这颗仅次于木星的巨型气体行星被七个同心环环绕，并由245颗卫星环绕，几个世纪以来一直困扰着天文学家。

一项新的研究可能已经找到了土星环起源之谜的答案。这项研究基于数十次计算机模拟，使用了美国宇航局卡西尼任务收集的数据，卡西尼任务在2004年至2017年间围绕土星运行了13年。探测器发现，由伽利略·伽利雷在1610年首次观察到的构成光环的物质，由非常原始且未被尘埃污染的冰碎片组成。卡西尼号的发现表明，土星的标志性光环肯定相当年轻，只有几百万年的历史，而且在太阳系45亿年历史的大部分时间里，标志性的土星看起来更加平淡无奇。

这项新研究背后的研究人员，一个由美国宇航局和英国杜伦大学专家组成的团队，推测这些光环可能是由两个古老的冰卫星相对较近的碰撞形成的。他们使用强大的超级计算机模拟了近200个这样的碰撞场景。

结果显示，与土星目前的卫星土卫四和土卫五(直径分别相当于地球卫星直径的三分之一和略低于一半)一样大的两个卫星之间的碰撞，可以解释这些环的存在。

杜伦大学物理系/计算宇宙学研究所副教授文森特·埃克在一份声明中说:“我们测试了最近形成土星环的假设，并发现冰卫星的撞击能够将足够的物质送到土星附近，形成我们现在看到的环。”。

虽然光环几乎完全由冰构成，但科学家认为土星的冰卫星有岩石内核。模拟证实，冰碎片和岩石碎片在碰撞后会以不同的方式分散，使岩石结合成新的卫星，而冰会分散在更接近土星表面的轨道上。

光环只能在罗氏极限内的天体周围形成，罗氏极限是一个边界，在这个边界上，轨道物质的重力比它所轨道运行的天体的潮汐力弱。

模拟显示，许多假设的碰撞会将大量的冰注入较低的高度，而岩石会在较高的轨道上聚集在一起。

埃克说:“这种情况自然会导致富含冰的环，因为当原始卫星相互撞击时，碰撞体核心的岩石没有上面的冰分散得广泛。”

科学家们对土星被冰覆盖的卫星非常感兴趣，因为其中一些卫星，如微小的土卫二，可能拥有适合生命出现的条件。关于土星和它的过去，科学家们还有很多不知道的，这项研究的结果只是朝着破解这个星球的奥秘迈出了一小步。

这项研究发表在9月27日的《天体物理学杂志》上。