现在,让我们想象土星形成的历程。46亿年前,土星开始是以碟片状的尘埃和气体云层围绕着新生的太阳旋动,日复一日,年复一年,云层中大量的粒子粘符在一起,直到有一天形成了重力;然后,重力大行其道,将物质拖进足够大的铁和岩石的团状结构中,它们中的一个,其质量数倍于地球,它是土星赖以生根发芽的种子。
在过去的岁月,这种以岩石作为内在核心的重力吸引了大量的氢云层,氢气在核心区周围转游,使土星的质量迅速扩张,压力油然而生,最大限度的挤压氢的内圈。由于压力如此坚强,科学家们相信氢转变成液态物质,成了超级导电体。汹涌而来的导电体穿过金属态的氢气使土星产生了巨大的磁场。
40几亿年后,土星的核心仍然从自身的体系取得热量并保持之,这种热量搅动处于土星深度空间大量向上抽的物质,迭忽间在太阳系,以一小时1600公里的速度,形成最快的超声波风速,撬动着广袤的气候系统。借助卡西尼传回来的图像,人们在大气层中看到风暴、闪电、云层区的奇怪波形云块,科学家们认为,在土星深空,温度正在上升,使这颗行星显得格外光亮。由于卡西尼环绕飞行,科学家能看到土星背面的云层,能观察它的白天和夜间的天气及昼夜之间的关系。
只有在土星大气层相当高的位置,才能看到有一个模糊不清的黄色外圈,它在不断地翻滚,并往下沉降。此处,在沉默的云端上,远处的太阳将阳光投射到巨大的土星环形体系,变换着各种光的影子。
从土星的这边到那边,其主环形圈跨越约265,541.7公里,它的冰层厚度平均才45.7米,相对于广袤的天际,这样的厚度好比将一张纸铺在10个足球场上。显然是弱不禁风。
没有人知道土星的环形圈是怎样形成的。一些科学家设想,土星的引力将一个冰封的月亮,或一个慧星撕开了,抛撒下来的废物后来生成新的物质。
从宇宙学角度看,不论环形圈出自何处,它是近期的事物。假若土星的环形圈因太阳系的生命之故早就存在的话,那么它现在呈现稀薄的粉红色和嫩黄色该作何解?成吨的尘埃是构件的基础,按常理也许该环形圈应呈现深色才对。但是呈现在人们面前的东西,是碟状粒子围着年轻的太阳和与它互动的新生的行星旋动。
今天,土星的环形圈起的作用相当于纤弱的月亮们对行星的作用。每一个月亮发出的吸引力,如同一辆卡车从你身边疾驶而过对你所起的作用一样。
月亮的吸引力帮助留住了呆在轨道上的粒子,免于飞离轨道。一个月亮可以在行星的环形圈间“凿”出一条沟,月亮的引力也能发出密度很高的波,使之轻松通过附近的环形圈,就像运输卡车通过人群密集的马路时会调整速度一样。
卡西尼的探索之旅虽是对土星一次礼遇性的一瞥,但它确实看到了人们以前不能看到的景象。2004年6月,卡西尼冲进位于主环形圈最外围的、轻薄透明的代号为a的环形圈。由于卡西尼的闯入,在一群小月亮(卫星)中留下了痕迹,这些小月亮多得不计其数,它们的直径不过182.8米;引力很弱,仅能使自已留在环形圈的尾部。
卡西尼在离土星很远,代号为f的环形圈拍到了一群狭长的如环形圈样的东西,它们与一颗颗卫星相伴,将太空扔出来的物质扫荡到一块,然后再次将这些物质击碎。
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