一項新的研究表明，兩顆可能曾經繞土星運行的古老冰衛星之間的碰撞可能產生了土星標志性的光環系統。
土星可能是太陽系中最引人注目的行星，但它也可能是最令人難以置信的行星之一。這顆氣態巨行星被一系列七個同心環包圍，并由 245 個衛星組成的大軍圍繞其運行。
一項新的研究可能找到了土星之謎之一——土星環的起源的答案。這項研究基于數十次計算機模擬，使用了美國航空航天局（NASA）西尼號任務收集的數據，該任務在 2004 年至 2017 年間繞土星運行了 13 年。探測器發現，構成土星環的物質由伽利略·伽利雷于 1610 年首次觀測到，由冰組成。碎片非常原始且未受灰塵污染。卡西尼號的發現表明，標志性的土星環一定相當年輕，只有幾百萬年的歷史，而且在太陽系 45 億年歷史的大部分時間里，標志性的土星看起來要平淡得多。
這項新研究背后的研究人員是由 NASA 和英國杜倫大學的專家組成的團隊，他們推測這些環可能是由兩顆古老的冰衛星最近發生的碰撞形成的。他們使用強大的超級計算機模擬了近 200 個此類碰撞場景。
結果表明，兩顆衛星之間的碰撞可以解釋這些環的存在，這兩個衛星的大小與土星當前的衛星土衛六和土衛五（直徑分別相當于地球衛星直徑的三分之一和略低于一半）。
“我們測試了土星環最近形成的假設，發現冰衛星的撞擊能夠將足夠的物質發送到土星附近，形成我們現在看到的環，”物理系副教授文森特·埃克（Vincent Eke） /杜倫大學計算宇宙學研究所在一份聲明中表示。
盡管土星環幾乎完全由冰構成，但科學家認為土星的冰衛星具有巖石核心。模擬證實，冰碎片和巖石碎片在碰撞后會以不同的方式分散，使巖石合并成新衛星，而冰會分散在靠近土星表面的軌道上。
環只能在羅希極限內的天體周圍形成，在羅希極限內，繞軌道運行的物質的引力弱于其繞軌道運行的天體的潮汐力。
模擬顯示，許多假設的碰撞會將大量冰注入較低高度，而巖石會在較高軌道上聚集在一起。
埃克說：“這種情況自然會導致富含冰的環，因為當祖衛星相互碰撞時，碰撞體核心的巖石分散得比上面的冰要小。”
土星被冰覆蓋的衛星引起了科學家的極大興趣，因為其中一些衛星，例如微小的土衛二，可能擁有適合生命出現的條件。關于土星及其過去，科學家們還有很多不了解的地方，這項研究的結果只是破解土星之謎的一小步。
該研究發表在 9 月 27 日的《天體物理學雜志》上。
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