某物撞击了土星和木星的光环

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


帕萨迪纳——本周我在这里参加行星科学部门的年度会议。尽管我很喜欢帕萨迪纳,但与去年在波多黎各的会议地点相比,这里还是逊色不少。撇开自然景观不谈:即使波多黎各的高速公路也比加利福尼亚的维护得更好。不过话又说回来,我们来这里不是为了尘世的景色,而是为了天上的景色。

周二,我们听到了关于土星环的一项奇怪发现的最新进展,这是我从波多黎各报道过的。去年,康奈尔大学的马特·海德曼向与会者展示了土星环中一道绵延数万公里的轻微波纹的照片。如此巨大而有规律的扰动意味着土星环一定发生了相当引人注目的事件。某种东西设法扭转了整个环系统,或者这颗巨大的行星本身发生了震颤;无论哪种方式,土星环都与行星的赤道失去了对齐。这颗巨大的行星的引力拉扯着这种不平衡,并将其缠绕成螺旋状的波纹。

根据目前图案的间距,海德曼和他的同事估计,最初的扰动发生在 20 世纪 80 年代中期。由于无法解释是什么原因可能扭转了整个环系统,他们认为土星本身出于某种未知且几乎难以想象的原因而发生了震颤。


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现在,海德曼的同事之一,SETI 研究所的马克·肖沃尔特宣布,这种情况再次发生——这次发生在木星环上。事实上,不止一次,而是两次。肖沃尔特使用伽利略号太空探测器在 1996 年 10 月和 2000 年 6 月拍摄的图像,在木星主环中发现了两组重叠的波纹。一组波纹的间距为 600 公里,高度为 600 米,另一组波纹的间距为 2,000 公里,高度为 3 公里。第一组波纹似乎可以追溯到 1990 年初,第二组波纹可以追溯到 1994 年中期。(波纹在上面交替出现的图像对中可见——它们在中心平面上方和下方升起。)

这些日期敲响了响亮的警钟。第二个日期是苏梅克-列维 9 号彗星撞击木星的时候,第一个日期是这颗彗星早些时候掠过这颗巨大行星的时候。这颗彗星在木星大气层中留下了巨大的疤痕,但几乎没有触动它。不过,它确实留下了一条细小的尘埃尾迹,阳光的轻微压力随后可能将这些尘埃推入了环中。“在 1994 年为期一周的时间里,所有这些垃圾都击中了环,”肖沃尔特说。尘埃雨会扰乱环,并使波纹运动起来。

如果在这种情况下不需要行星震颤,那么也许土星的波纹也来自涌入的碎片雨。在随后的谈话中,同样来自康奈尔大学的乔·伯恩斯描述了一颗直径约一公里左右的彗星如何破碎并像雨点般落在环上。为了造成不平衡,碎片必须分布不均匀;如果行星造成雨影,阻止碎片到达环的一部分,就会发生这种情况。伯恩斯估计,所需大小的物体平均每十年应撞击木星环和土星环一次。

“我们所有人最初都有些怀疑,”伯恩斯说。但木星的发现以及解释整个行星如何突然震颤变得越来越不可信,这使得天平倾向于流星雨。令人惊叹的是,土星环吸收了这些撞击,却仍然是太阳系的宝石。

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