土星環比我們想像要年輕多了

2023-05-17 08:00:00    編輯: 台北 天文館
導讀 美國科羅拉多大學波德分校物理學家 Sascha Kempf 領導的新研究提出迄今最有力的證據,證明土星環非常年輕,這可能回答困擾科學家一個多世紀的問題。 研究發表於《科學進展》期刊,認為土星環年齡不...


美國科羅拉多大學波德分校物理學家 Sascha Kempf 領導的新研究提出迄今最有力的證據,證明土星環非常年輕,這可能回答困擾科學家一個多世紀的問題。

研究發表於《科學進展》期刊,認為土星環年齡不超過4億年,這使土星環比約45億年的土星要年輕許多。Kempf團隊藉研究土星環塵埃積聚的速度確定土星環形成時間,有點像用手指沿房子表面滑動判斷房子年齡。Kempf說:「把土星環想像成你家地毯,如果你鋪好乾淨地毯,只需等灰塵落在地毯上,對土星環來說也是如此。」

2004~2017年團隊使用NASA卡西尼號探測器宇宙塵埃分析儀分析圍繞土星飄浮的塵埃微粒。13年裡研究員只收集163顆微粒,但已很足夠。據計算,土星環可能只聚集幾億年塵埃。換句話說,土星環是新現象,出現(甚至可能消失)時間相對宇宙就像一眨眼那麼短,但我們仍不知道環如何形成。

土星有七個無數冰塊組成的主環,多數都不比地球巨石大。冰塊總重量約是土衛一(Mimas)一半,從土星表面延伸近28萬公裏。Kempf補充,20世紀大部分時間,科學家都認為土星環可能與土星同時形成。

研究小組估計,行星際塵埃每年對土星環每平方英呎的貢獻遠不到1公克,雖然只是一丁點,但隨著幾億年過去,累積量也夠了。且土星環可能正在消失,之前NASA科學家報告,這些冰塊正慢慢降落至土星,1億年內就可能完全消失。

▲ LASP設計建造的木衛二表面塵埃分析儀(SUDA)收集塵埃顆粒,為NASA木衛二快船任務的一部分。(Source:Glenn Asakawa / CU Boulder)

卡西尼號提供確定土星環年齡的機會,它2004年抵達土星並收集數據,直到2017年故意墜入土星大氣層。宇宙塵埃分析儀形狀有點像水桶,當微粒呼嘯而過就把它們舀起來。科羅拉多大學波德分校大氣與太空物理實驗室(Laboratory for Atmospheric and Space Physics,LSAP)研究人員為NASA預定明年發射的木衛二快船(Europa Clipper)任務設計建造了更複雜的塵埃分析儀。

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