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1、土星上有什么
2、土星上有什么?
土星上有什么
作者:石兰(抄袭必究)
土星的环结构-不是唯一的行星环,但却与众不同
在一些大质量行星的周围,存在着一种围绕行星旋转的环形物质带,科学家们将其命名为行星环。众所周知,在我们太阳系中拥有环结构的行星并不只有土星一颗,比如,我们熟知的海王星和天王星,同样也存在着相对较微弱的环结构。复杂的土星环在环环相套之后,形成了一圈又一圈的螺旋纹路,表现得与其他行星环有所不同。那么,土星的环结构到底是怎么来的,难道它可以将行星的引力排除在外吗?
土星环的构成和特性-不同与其他行星环的土星光环
由于土星拥有自己独特且庞大的环系统,所以,作为太阳系第六颗行星的它,成为了太阳系中科学家们最能直接识别的行星之一。与我们地球围绕太阳公转存在大约23度的倾斜相似,土星的赤道在围绕太阳做公转运动的时候,同样也存在着一个27度左右的轨道倾斜。所以,当土星的环形平面和赤道与太阳的位置处于同一条直线上的时候,便说明此时的土星位置正处于春分点。
组成土星环的粒子大小不等,从沙粒一般大小到较大块头,正是这数十亿量级的粒子构成了土星环。虽然环中这些粒子也包含着尘埃,以及其他的化学物质,但其主要构成则是水冰,那些岩石流星体也会在它们穿越太空的时候被吸引。对于一些天文爱好者而言,土星环看上去可能只是由一个实心环包围。但shì实上,土星的环结构本身存在许多间隙和结构,科学家们在发现一些微弱的环的同时,也按照发现顺序对土星环进行了字母命名。
在土星环的构成部分中,我们可以通过举例的方式来进行了解,比如,位于其外层的A环是最大且最亮的部分,所有环中裂缝的最大位置就处于A环和B环之间。而所有环中最大且质量最多的环则是B环,它甚至还会在光度和密度上发生变化,拥有许多狭窄小环的同心圆、却不含任何缝隙。
与此同时,科学家们还在土星环上探测到了充满神秘色彩的辐条,而tā从形成到散开所需要花费的时间,似乎只有短短的几个小时。对于这样的现象,最合理的解释则是那些带电的尘埃大小的薄片,构成了这些快速演化的辐条,而这些尘埃一般大小的颗粒物,则是由行星闪电的电子束或小行星在撞击土星环时所产生。
土星光环-其实就是洛希极限活生生的证据
的确,有不少人存在着这样的疑问:按道理来说,土星环也会受到行星引力的作用,为什么它们没有直接坠入土星的大气层?而这gè问题的答案,其实和一个天体形状理论中的物理常量有关,它被科学家们称为洛希极限。事实上,宇宙中的每一个天体都存在所谓的引力极限半径,而密度较大的类地行星,zé具有相对更小的洛希极限值,这也是为什么卫星通常都不会有环结构的根本原因。
关于洛希极限,其实也存在着不同的表述方式,比如,其本质上源于潮汐力作用,当质量存在较大悬殊的两个天体之间的距离达到洛希极限之内。那么,其中质量更小的天体,便会因为受到大质量天体的引力而被撕裂。洛希极限不仅可以解释行星带的存在、分布区域的可能位置,而且也被应用于太阳系中行星环的形成和形态相关的论证。比如,土星环便是宇宙中的天体在到达洛希极限之后,因为受到了行星的潮汐作用发生碎裂之后所形成。
或许你有所不知,土星环的存在,其实就是洛希极限的最有力证据。虽然该行星环的可能形成方式并不止一种,但不管是进入土星洛希极限的卫星因为潮汐引力而瓦解、原本就位于洛希极限内的星体在shòu到流星体撞击后形成土星环,还是始于太阳系演化初期的残留物质无法凝结而形成光环,理解洛希极限的关键都在于潮汐力。我们可以通过潮汐引力推论出潮汐效应的大小,其实主要取决于被作用天体本身的大小,直到物体被撕碎到某个最小的程度之后,这个过程才不会再继续发生。
我们可以通过一组数据,来对洛希极限的印证,以及土星环为何不会坠入大气进行说明。土星的中心位置和其A环的最外边缘之间,大约相距13.65万公里,而科学家们根据洛希极限的定yì所推算出的土星洛希极限,则等于其赤道半径6万公里乘以2.44,也就是大约14.64万公里。简而言之,土星的整个环系统,其实都位于所谓的洛希极限之内,这便是为什么土星环上的这些物质永远都不可能聚集为卫星的岩屑。
美丽但难以持jiǔ的土星环-可能要不了3亿年便会消失
倘若土星原本没有标志性的厚环,那么,我们很可能至今也没有发现它的存在,科学家们为了弄qīng土星环是否也具有生命周期,便对一种被称为“环雨”(由具有特殊形式的氢气所散发出红外光)的现象进行研究。从探测结果来看,土星环正处于其生命周期中的中期阶段,大约会在未来的3亿年时间里彻底消shī。
短短数小时的短暂时间,巨大的环雨量吞噬了大量的冰环,而这个量级达到了每秒420到2800公斤。土星环的大概质liàng是已知的,虽然落入量的数值范围较大,会导致环的真实生命存在较大的不确定性。但是,科学家还是根据比率计算出了这些环大约还有3亿年左右的寿命。
与此同时,研究人员还结合了早前的卡西尼号数据,并通过环到行星的不同类型流入信息,得到了一个更令人意外的答案。那就是土星环这个特殊的结构消失,很可能只需要耗费一亿年左右的时间。不同的数据指向同一个结果:土星的环,只是一种暂时性存在的行星特征,这也表明了在过去的某个时间,木星和天王星等行星,或许也同样存在着巨大而复杂的环系统。
太阳系中的“古董”-引力撕裂的碎片构成了土星环
土星环被普遍的认为是由宇宙中的卫星、小行星或彗星碎片组成,只不过在它们到达土星环位置之前,便已经因为受到土星的强大引力而被撕裂成碎片。从观测结果来看,土星系统中的大量水冰无法以其他方式离开现有位置,所以,参与研究的科学家们认为,这些位于土星系统中的水冰应该形成于太阳系形成之时。并且,当流星体撞击到土星环的某些地方时,土星系统也因此而被涂上了微红色,而这样的信号说明了,更复杂的分子可能会因为这些化合物而产生。
若土星环诞生于太阳系诞生的相近时期,那么这些光环便有可能已经闪耀了40亿年左右,它们就像是太阳系中的“古董”一般的存在。而由行星状星云形成的土星环和月亮,则成为了天文学家们了解早期太阳系的时空隧道。简而言之,要对太阳系的化学演化和物理演化有更深入的理解,那么,对土星系统进行的研究便能为此带来帮助。并且,这样的进化过程会涉及到的研究主体,并不只是某个环、或某个卫星,我们zhǐ有将这些彼此缠绕的关系,按照有序的关系拼凑起来才能得到答案。
土星上有什么?
土星主要由氢组成,还有少量的氦与微量元素,内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包裹着。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的,虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1800公里/时,明显的比木星上的风速快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。土星有一个显著的行星环(可以通过望远镜直接观测),主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星总共有62颗。其中,土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星(半径2575km)(太阳系最大的卫星是木星的木卫三,半径2632km)。
人类怎么知道土星由什么组成?
土星大气以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体,大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云。从望远镜中看去,这些云像木星的云一样形成相互平行的条纹,但不如木星云带那样鲜艳,只是比木星云带规则得多。土星云带以金黄色为主,其余是橘黄色、淡黄色等。土星的表面同木星一样,也是流体的。它赤道附近的气流与自转方向相同,速度可达每秒500米,比木星上的风力要大得多。土星形成时,起先是土物质和冰物质吸积,继之是气体积聚。因此,土星有一个直径20,000公里的岩石核心。这个核占土星质量的10%到20%,核外包围着5,000公里厚的冰壳,再外面是8,000公里厚的金属氢层,金属氢之外是一个广延的分子氢层。
随着技术进步,从开始的天文望远镜guān测 到近距离卫星观测 土星的秘密会全面解开
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