土星引人注目的光环使它成为观星者在天空中挑选的最美丽的天体之一。即使通过一个小型望远镜也能看到这一壮观的环形系统，尽管没有太多的细节。最好的视角来自宇宙飞船，如旅行者号和卡西尼号任务。从这些近距离接触中，行星科学家获得了大量信息，有助于阐明土星光环的起源、运动和演化。

关键外卖

• 土星环大部分由冰构成，中间点缀着尘埃粒子。
• 土星拥有六个主要的光环系统，它们之间存在着分界线。
• 这些光环可能是由于一颗小卫星离土星太近而碎裂而形成的，但粒子也可能来自于散落的彗星或小行星。
• 这些光环被认为是相当年轻的，只有几亿年的历史，根据美国宇航局的说法，它们可能在未来一亿年左右消失。

通过望远镜，土星环看起来几乎是实心的。一些早期的天文学家，如让·多米尼克·卡西尼，能够识别出环中的“缺口”或断裂。其中最大的是以著名天文学家卡西尼分部命名的。起初，人们认为这些裂缝是空旷的区域，但20世纪的宇宙飞船视图显示它们也充满了材料。

土星有多少个光环？

有六个主要的环区。主要是A、B和C环。其他的，D（最接近的一个），E，F和G都要微弱得多。这些光环的地图按以下顺序显示，从土星表面上方开始向外移动：D、C、B、卡西尼分裂、A、F、G和E（最远）。还有一个所谓的“菲比”环，与月亮菲比的距离相同。这些环是按照它们被发现的顺序按字母顺序命名的。

这些环宽而薄，最宽的环从地球延伸到282000公里（175000英里），但在大多数地方只有几十英尺厚。该系统中有数千个环，每个环都由数十亿块环绕地球运行的冰组成。环粒子主要由非常纯净的水冰构成。大部分作品都相当小，但也有一些像山脉甚至小城市那么大。我们可以从地球上看到它们，因为它们很明亮，反射了大量的阳光。

环粒子通过相互之间的引力相互作用以及嵌入环中的小卫星保持在原位。这些“牧羊卫星”依靠环形粒子群飞行。

土星是如何获得光环的

虽然科学家们一直都知道土星有光环，但他们不知道光环存在了多长时间以及何时形成。主要有两种理论。

天生如此，理论一

多年来，科学家们一直认为这颗行星及其光环是在太阳系历史的早期形成的。他们相信这些环是由现有的物质形成的：尘埃颗粒、岩石小行星、彗星和大冰块。

这一理论一直占据主导地位，直到1981年旅行者号开始进行第一次太空探索。图像和数据显示了环的变化，即使是在短时间内。卡西尼号任务提供了科学家仍在分析的额外信息，表明环形粒子在短时间内丢失。关于光环年龄的另一个线索来自粒子的纯净水-冰组成。科学家认为这意味着土星环比土星年轻得多。随着时间的推移，较老的冰粒会被尘埃变暗。如果这是真的，那么我们现在看到的光环可能不会追溯到土星的起源。

破碎的月亮，理论二

或者，目前的光环系统可能是在大约2亿年前，一颗米马斯大小的卫星离土星太近，由于土星巨大的引力而破裂时形成的。由此产生的碎片将落入围绕土星的轨道，形成我们今天看到的光环。在地球45亿年的寿命中，这种月球解体的情景可能已经上演了很多次。根据这一理论，我们今天看到的光环只是最近的一组。

也有可能是一个非常早期的“类泰坦”世界参与了环的形成，形成了一个比今天看到的更大、更大的系统。

你知道吗？

土星不是唯一有光环的行星。巨大的木星、神秘的天王星和寒冷的海王星也有它们。

不管它们是如何形成的，土星光环都会随着时间的推移而不断变化，随着较小的天体离地球太近，土星光环会获得更多的物质。根据卡西尼号任务期间收集的数据，科学家们认为光环会吸引行星际尘埃，这有助于补充随时间流失的物质。牧羊卫星在光环内的活动也会导致光环的变化。

土星光环的未来

科学家们对电流环是如何消散的有很多理论，但大多数人都认为它们不会持续很长时间。只有当某个东西靠得足够近而被撕开时，新的环才会形成。其他较小的粒子，在被附近的卫星聚集时，可能会扩散到太空并消失在星系中。当卫星自身向外迁移时，它们“聚集”的环粒子将散开。

粒子可能会“雨”入土星，或消散到太空中。此外，流星体的轰击和碰撞可能使粒子脱离轨道。随着时间的推移，这些作用可能导致环失去质量，最终完全消失。卡西尼号的数据表明，现在的光环最长可能有几亿年的历史。它们可能只会再持续一亿年，然后消散到太空或行星上。这意味着，与土星本身相比，土星的光环是短暂的，在土星的生命周期中，由于较小的行星离土星太近，土星可能有许多光环。

科学家们确实同意一件事——时间对一颗行星的一生来说意味着不同的事情，我们将能够在数千年后欣赏土星令人惊叹的光环。

来源

格罗斯曼，丽莎。“土星环可能是破碎的卫星。”学生科学新闻，2018年1月24日。

“土星光环有多厚？”哈勃网站的咨询台。

“土星”，美国宇航局，2019年4月25日。

Steigerwald，比尔。“美国宇航局的研究显示，土星正在以‘最坏情况’的速度失去光环。”南希·琼斯，美国宇航局，2018年12月17日，马里兰州绿带。