标致的土星环，是在日渐老去，仍是青春永驻

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注：不肯定土星环中氧（oxygen）的存在状态，文中均为氧（单字）

图：从紫内线图象从里向外看，左侧是淡白色的“卡西尼环缝”，之后是残缺的A环，A环从深白色外部开始，在阔别行星处分散为蓝色，这些蓝色是水冰的标记，A环外围约3/4的白色色带为恩克环缝（图源：NASA/JPL）

土星环是一个年老且正在生长的零碎的一部份。按照最新观测标明，这颗微小行星四周正在进行着一场“雪球大战”。
土星环次要由冰组成，可能只要1000万到1亿年的历史，与造成于45亿年前的太阳系比拟，造成历史非常长久。
卡西尼太空探测器上的紫内线成像光谱仪（UVIS）的数据显示了土星四周的中性气体数质变化。在一个例子中，最外层E环左近区域氧含量减少了约50%，但迷信家无奈肯定产生了甚么。

“氧含量颠簸的一个可能解释是，有一颗看不见的小型冰卫星与土星的E环相撞”，科罗拉多大学博尔德分校的拉里·艾斯波西托说。
以目前技术，这样的小卫星无奈被观测到，但天文学家以为卡西尼探测的数据标明可能存在看不见的卫星在影响着光环的外形。
长时间以来，天文学家始终以为土星环由各种尺寸的物体组成——从巨大的冰冻颗粒到山脉尺寸的冰块和岩石。

这类观念以为，巨型雪球的粉碎会发生小型冰晶颗粒，这致使了冰的外表积的减少，进而减速了等离子体粒子（实质上是过热气体）沿着土星磁场从冰中剥离氧原子的进程。
除了减速了氧的释放，这些寒冷卫星的破碎也能够解释，土星光环为什么能一直放弃年青的表面。

图：卡西尼号于2006年9月15日拍得的土星环全貌，亮度在图中被强化（图源：维基百科）
光环的消逝
当卡西尼号接近土星时，UVIS探测器拍摄了一大团外形像甜甜圈的中性氧盘绕着这颗行星。
云团的半径是土星半径的3-8倍，大约与E环堆叠，但纵向上宽很多，大略为光环立体向上两个土星半径的间隔（土星半径为36000英里，58000千米）
光环中的氧原子排汇太阳辐射，并在光谱的紫外区发光，其发射光的变动颠簸受氧原子数质变化影响。

氧原子数量的观测值在2003年2月达到峰值，这象征着等离子体在两个月的时间内从最外层E环中剥离了约10亿磅（5亿千克）的氧。
“据揣测，等离子零碎正在吞噬光环”，南加州大学唐纳德·谢曼斯基说，“这是经过腐蚀冰颗粒中的水份完成的。”
谢曼斯基在承受Space的电话采访中解释说，等离子体颗粒在冰层中的穿透间隔很小，因此腐蚀速率随外表积的减少而减少。而当物资被合成为更小的碎片时，其外表积增大。
观测失掉的氧含量数据的微小颠簸多是一大块冰的决裂致使的——多是因为与另外一个冰卫星碰撞，也多是因为陨石的撞击。

谢曼斯基和他的共事们按照氧的损失率估量，假如没有物资增补，最外层E环的品质将在1亿年后隐没。
“再生必定存在”谢曼斯基说道，“不然光环将逐步走向死亡”

图：艺术家在2007年描画的土星环影象，寒冷的微粒会萃成环的固体部份（图源：维基百科）
光环的涅槃
冰袒露在等离子中的这个进程也可能使光环恢复年青，来自光环中的标致色带能够作为证据。
这些色彩被以为是由“净化物”酿成的。当流星撞击土星时，其中的一些物资将在土星环中积淀上去。环中密度较低的条带会更快地变脏，而冰块越脏，其色带的色彩也越暗。
然而，因为盛行带来的污垢会跟着时间的推移而分散，这一机制无奈解释这些条带的厚度，除非时时时向这些光环中添加纯洁冰。
“证据标明在过来的1000万至1亿年中，陈腐洁净的资料可能被添参加了土星环零碎。”艾斯波西托说，他于十二月16日在《迷信》杂志在线版颁发文章并为第一作者。
小行星外部不会被流星不停的轰击所净化。因此，钻研人员经过假定一颗半径约为十二英里（20千米）的卫星的灭亡来解释A环的亮度。
“土星环中的氧含质变化和光谱变动都合乎光环历史模型，其中小卫星不停被捣毁而发生新的光环”，艾斯波西托说。

图：太阳从面前照亮的图形外环（图源：维基百科）
身处其中的钻研
按照谢曼斯基的说法，卫星粉碎的说法仍然是有迹可循的，而且可能还有其余进程关涉其中，例如土星的较大卫星上的火山会喷出泥浆物资。
他的团队正在继续监测土星四周的氧含量，且间隔更近——由于卡西尼号正在盘绕土星的轨道上运转。

“咱们正身处其中”，他说，固然，他指的是氧环。
从这个无利角度，他们但愿能绘制出中性气体的三维构造，他们还想肯定氧含量程度产生颠簸的频率。
“咱们有但愿观测到更多同类事情”，谢曼斯基说，“咱们曾经有了第一次的教训”

土星环：土星总共有七层光环。人们按照高空观测和空间探测，把土星环划分为7层。距土星比来的是D环，亮度最暗；其次是C环，通明度最高；B环最亮；最初是A环。在A 环和B环之间就是著名的卡西尼环缝，缝宽约5000公里。在A环以外有E、F、G三个环，最外层的是E环，非常淡薄和广阔。
卡西尼环缝（Cassini division）：土星环B环和A环之间的空隙。1675年被卡西尼发现，故而得名。环缝宽5000km。旅行者2号飞船发现环缝中还有几条细窄环。
恩克环缝（Encke Gap）：土星环A环中的空隙环缝，宽约320km。
BY: Michael Schirber
FY: Aphelion
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