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卡西尼揭示土星的月份可能只有1亿年

发布时间:2018-05-15 浏览次数:13

em一项新发表的研究表明,土星的月亮瑞亚和所有其他更接近土星的卫星和环可能只有1亿年的历史。包括土星最大的卫星泰坦在内的外部卫星(未在上图中显示)可能与行星本身一样古老。 / em

新的研究表明,土星的一些冰晶以及其着名的戒指可能是现代装饰品。它们的诞生可能发生在仅仅一亿年前,比许多恐龙的统治还要近。

“月亮总是在改变他们的轨道。这是不可避免的,“SETI研究所首席研究员Matija Cuk说。 “但是,这一事实使我们能够使用计算机模拟来梳理土星内层卫星的历史。这样做,我们发现他们最有可能出生在这个星球历史上最近的2%。“

土星的戒指自17世纪以来就已知晓,但他们的年龄仍然存在争议。直截了当的假设是它们是原始的 - 与行星本身一样古老,超过40亿年。然而,2012年,法国天文学家发现潮汐效应 - 内部月亮与土星深处的流体的引力相互作用 - 正在使它们相对较快地旋转到更大的轨道半径。考虑到目前的立场,暗示是这些卫星,可能是环,是最近的现象。

Cuk与西南研究所的Luke Dones和David Nesvorny一起使用计算机建模来推断土星结冰内层卫星的过去动态行为。虽然我们自己的月球绕着地球轨道运行,但土星的许多卫星必须彼此分享空间。他们的所有轨道由于潮汐效应而缓慢增长,但速度不同。这导致成对的月亮偶尔进入所谓的轨道共振。当一个月球的轨道周期是另一个月球周期的简单部分(例如,一半或三分之二)时,就会出现这种情况。在这些特殊的结构中,即使是重力较弱的小卫星也能强烈地影响彼此的轨道,使它们更加拉长,并将它们倾斜到原来的轨道平面之外。

通过比较当前的轨道倾斜和计算机模拟预测的结果,研究人员可以了解土星卫星轨道的增长程度。事实证明,对于一些最重要的卫星 - 特提斯,迪恩和雷亚 - 轨道的改变不如以前想象的大。相对较小的轨道倾斜表明它们没有跨越许多轨道共振,这意味着它们必须离现在的距离不远。

但他们出生多久以前? Cuk和他的团队使用美国宇航局卡西尼号任务的结果来帮助解答这个问题。卡西尼号探测器在土星卫星土卫二上观测到冰喷泉。假设支持这些间歇泉的能量直接来自潮汐相互作用,而且土卫二的地热活动水平或多或少是恒定的,那么土星内的潮汐相当强烈。根据研究小组的分析,这些卫星只会在一亿年左右的时间内移动一小部分模拟的卫星。这将会形成土星主要卫星的形成,除了更遥远的泰坦和Iapetus以外,还有相对于最近的白垩纪恐龙时代。

“所以问题出现了,是什么导致了最近出现的内部卫星?”Cuk问道。 “我们最好的猜测是土星以前有类似的卫星集合,但是他们的轨道受到土星围绕太阳运动的特殊轨道共振的干扰。最终,相邻卫星的轨道交叉,这些物体相撞。在这块废墟中,现在形成的一组卫星和环形成了。“

如果这个结果是正确的,土星的明亮环可能比恐龙的鼎盛时期更年轻,我们今天很幸运地见证他们。

该研究正在“天体物理学杂志”上发表。

PDF研究副本:土星月球晚期形成的动态证据

来源:SETI研究所


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