为什么土星围着呼啦圈

为什么土星围着呼啦圈的原因

太阳系八大行星中，四颗类木行星：木星、土星、天王星、海王星均有行星环，尤其是土星，拥有又宽又亮的漂亮的行星环，因此许多天文迷都是土星的拥趸。那么行星环究竟是怎么回事呢?如果真的有星跃外星人到过我们的太阳系，那么土星一定是那颗另他们印象深刻的行星，为什么土星围着呼啦圈呢?

为什么土星围着呼啦圈

水冰构成了土星环颗粒的大部分。木星的环系统是由小的灰尘颗粒组成的，而不是像土星的水冰颗粒。相反，这些颗粒可能是岩石性质的，就像小行星和岩石卫星的组成。

尽管不清楚天王星的星环是由什么形成的，但它们是黑色的，不反光的。根据这一点，它们并不是由水冰组成的，可能是碳基尘埃颗粒或含有碳的尘埃，如木炭。

海王星的环比天王星的环暗得多，它们的密度表明，这个环应该由更细的粒子组成。因此，几乎可以肯定是由碳或碳源组成，例如甲烷冰。

据悉，围绕行星的环不同。然而，它们都有一些共同特点。

首先，它们都很宽。例如，土星的星环大约有28万公里宽，但只有200米厚(从行星延伸出去)。你想象一下，早餐吃一个14公里宽的煎饼。

所有环状系统的另一个共同特点是，它们都是由小冰和岩石颗粒组成的。这些颗粒中最微小的只有尘粒大小，而最大的直径约为20米——几乎有一个学校大厅那么大。所有环绕行星的星环都有空隙，其中一些空隙宽达数公里。

土星环与其他气态巨行星的星环区别在于，构成土星环的粒子非常擅长将阳光反射回地球。这使得它们看起来格外耀眼，这就是为什么可以用普通的望远镜从地球上观看土星环。由于土星环内困有大量的颗粒，因此土星环也更大、更宽;这是它们比其他气态巨行星的星环更容易辨认的另一个原因。

被太阳染黑的元素构成了天王星和海王星环的颗粒。这些黑色的颗粒类似于大块的煤或木炭，可以用来点火。

关于星环是如何形成的，有两个不同的理论。据悉，第一个理论说，星环是与行星同时起源的。构成行星的一些气体和尘埃颗粒，离行星中心太远，无法被重力挤压到一起，因此它们留下来组成了环状系统。

第二种观点表示，当行星的两个卫星在轨道上偏离轨道并发生碰撞(轨道是月球绕地球运行的圆形路径)时，形成了这些环。在这次大规模碰撞中留下的碎片，无法重新组合形成新月。相反，它演变成现在的环状系统。

复杂的艺术——土星之环

七道巨星环环绕在土星的赤道部分，这也使其成为太阳系中最独特的行星。在图片上我们也许只能看到土星好像套着一个巨大的呼啦圈，而实际上，由大块的冰和石头组成的星环是以音速的70倍速环绕着土星的。而且每道星环的速度都各不相同。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的行星学家詹姆斯·奥多诺霍在接受《商业内幕》杂志的采访时说：“从某种程度上来说，土星环就像一个小型太阳系。距离土星运行轨道近的物体，它的运行速度必须要更快否则就会掉落，而距离它远一些的物体运行速度就可以慢一些。行星的情况都是如此。”

奥多诺霍在闲暇时绘制了有关物理学和太阳系的动态图。他也证实了月亮没有所谓的“暗面”，太阳系的中心其实不是太阳以及地球上的一天有两种情况等论点。

奥多诺霍绘制了一副动图，向人们展示了土星环中的每道环是如何按照自己优美的舞姿来进行环形运动的。

在这幅动图中，标着“同步轨道”的线与土星自身的旋转同步，因此这幅图显示了如果你站在土星的那个位置上，你可以随着时间的推移看见土星环的哪部分。土星环中无数的冰碎片，其大小从微小的冰尘到公共汽车大小的都有。每块碎片都有它自己的运行速度：距离土星近的运行的快，距离土星远的会稍慢。从A-F标注了土星环的主要部分(按发现的时间顺序标志)

土星环中运行最慢的是最外层的那道环，大约是每小时37，000英里(相当于每秒16.4千米)，比土星自转的速度还要慢。而最里层大块的冰和石头则是以每小时52，000英里(相当于每秒23.2千米)的速度运行。

近距离看，土星环并不会因为它们的速度不同而使它们看起来混乱。据奥多诺霍所说，相邻轨道上的冰块仅以每分钟几厘米的速度相对移动。

他在推特上写道：“这种相对移动的速度就好像每30分钟才走出一步，或者就像我们遇到交通高峰期时的车速一样。因此它们之间的碰撞并不是很严重。”

土星正在慢慢吞噬掉土星环

除了以难以置信的速度移动之外，土星环还十分狭长。我们从下图奥多诺霍绘制的图中可以看出，如果将土星环完全展开，它的长度可以轻而易举的放下太阳系中的所有行星。

但总的来说，土星环加起来的重量才只有月球的1/5000。

土星环：太阳系最大最明亮的的行星环。

1610年，就是意大利天文学家伽利略自制望远镜的那一年，伽利略除了发现了木星的四颗卫星外，还有一项重要的发现，就是发现了土星周边似乎有两个明亮的“耳朵”。当时伽利略非常困惑，他一开始以为这两个两点是土星的卫星，但是又觉得哪里不对，这两个两点似乎不会运动，两年后，伽利略发现这两个“耳朵”消失不见了。直到又过了3年才出现。因为始终没搞清楚那是什么，伽利略一直不敢公布他的观测结果。

半个世纪后，荷兰天文学家惠更斯使用更大更好的望远镜才发现，那两个“耳朵”是环绕土星的一圈薄薄的，像草帽帽延一样的行星光环。1675年，意大利天文学家卡西尼发现土星环中有一道缝，这道缝被命名为“卡西尼缝”。

进入20世纪八十年代以后，旅行者1号、旅行者2号、卡西尼号等探测器先后飞掠土星。对土星环进行了大量研究，土星环由数量庞大的从几微米到几十米不等的冰块、岩石组成，其直径达27万公里，厚度仅为10公里，自西向东围绕土星旋转。

关于土星环的来历，主要有三种说法。一是宇宙碎屑不断被土星捕获，由于受到土星引力的作用，不能凝聚为卫星，而逐渐形成光环;二是土星的两颗卫星发生猛烈碰撞，碎片逐渐演变成光环;三是一个卫星进入土星的洛溪极限被撕碎，碎片逐渐演变成光环。

不过，近些年，NASA曾有一份的报告表明，土星环正在逐渐消失。由于土星的引力作用，土星光环正在逐渐撞向土星，预计1亿年到5亿年后，土星光环将消失。