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土星周围为什么有个大圈?_土星环是圆的吗

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-27 10:14:56

土星周围的大圈是土星的光环,这些光环是由无数个形状、大小不等的冰块或者砂石组成,直径都在8厘米到9米之间,这些碎石以很快的速度围绕土星运转,在太阳光的照射下形成了五颜六色的光环。行星的光环究竟是怎样形成的呢? 其实即使到了现在,科学家也不是很清楚,只是进行了几种推断。其中最为人所熟知的就是,太阳系演化初期残留下来的某些原始物质,因为在洛希极限内绕太阳公转,而无法凝集成卫星,最终形成了光环。

土星环有什么奇特之处?

您好!很高兴回答您的问题。

土星奇特的行星环有30万公里宽,却只有平均10米厚是如何形成的

大约在一亿年前,也就是地球还在被恐龙统治的时代, 土星的一颗直径大约为400公里的卫星,一颗几乎全部由冰石构成的卫星,遇到了它命运多舛的一刻,经过数亿年时间的演化,由于距离土星太近,最终近到无法抵抗土星巨大引力的时刻,即超过了所谓的洛希极限 ,引力大到可以撕裂冰质卫星的程度,让它天崩地裂四分五裂支离破碎,最后碾碎为数于亿亿块以上的冰块颗粒,由于巨大惯性离心力甩落,破冰颗粒几乎在几天之内,就均匀地散落到土星周围的轨道上, 形成土星外围巨大环,成为太阳系里最美丽壮观的标志性景象,土星环就此诞生了。

随着时间的推移,土星环如今也在发生变化,土星强大的引力场,让它保持了近乎完美的圆形,土星环内部的碰撞让它们薄薄地平铺开来,巨大的圆环甚至比木星的直径还要大,平均厚度却只有10米, 也就是说奇特的土星环,有30万公里宽却只有10米厚的巨型行星环。

在土星环内部一些质量较大的冰块,绕土星运动时把土星环清理出空旷开阔地带,把一开始整体环演变成了多道环,有些地方的冰晶颗粒被其他卫星的引力, 高高拉起形成2公里多高的薄薄的尖型山峰,当阳光能照耀到时就形成美丽的投影,成为太阳系一串美丽的如钻石般明亮的项链。 在土星这个由岩石和冰块构成的世界里,发生着众多天翻地覆的剧变。

相关内容可以观看视频:土星奇特的行星环,有30万公里宽,却只有平均10米厚是如何形成的

科学爱好者报到。

肉眼是无法看到土星环的。十七世纪,科学家我加大哥刚开始用望远镜观测土星时,发出了一声惊呼:“天呐!这颗行星有耳朵”。美丽的土星环就这么被发现了。

土星环的成分绝大多数是水(冰块),另外有少量的岩石和尘埃。大如房屋,小如米粒的都有,它们一起绕土星公转,你可以将土星环看做土星的亿万个卫星。

土星环十分辽阔,它的直径达到二十余万公里,是土星直径的八倍。但它的厚度却很小,最厚处才150公里,以至于我们用天文望远镜观测土星环时,可以看到它后面闪耀的星星。角度合适的话,可以发现它有多薄。

土星环的成因尚无定论,我个人比较支持星环由一颗(或更多)解体的卫星加上其它卫星的喷发物共同组成的说法。即:

来源一,土星众多的卫星中,曾经有一颗含水量丰富的小卫星。它在运行过程中受到内侧的土星和外侧其它卫星的多方向引力作用,最终崩解碎裂。碎片在离心力、其它卫星和土星引力的作用下摊平,无法再次聚集,于是形成了星环。

来源二,土星系统中卫星众多,引力环境复杂,这使土星的卫星们始终处于不规则的引力拉扯中。它们的内部不断因形变摩擦而升温,最终形成剧烈的间歇泉喷发(喷发物以水为主)。又因为这些卫星质量太小,喷发物的速度很容易到达逃逸速度,所以它们离开卫星,绕土星公转了。

以上为我对土星环来源的想法,放几张星环养养眼~

星环受到卫星引力扰动的样子

如果地球也有个星环,那得多美呀。

我是科学爱好者章北海,不列公式,不堆数据,打开脑洞看世界,让科学不再枯燥无聊。欢迎点击头像,浏览更多文章,问答。

除了石头还是石头。

土星环是什么样?

土星环是指延伸到土星以外由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成的环,土星最外环距土星中心有10—15个土星半径,土星光环宽达20万千米,可以在光环面上并列排上10多个地球。

主要的土星环宽度48—30.2万千米,以英文字母的头7个命名,距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成了土星和土星环。

奇异的土星光环位于土星赤道平面内,与地球公转情况一样,土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角,这个27度的倾角,造成了土星光环模样的变化。我们会一段时间“仰视”土星环,一段时间又“俯视”土星环,这时候的土星环像顶漂亮的宽边草帽。另外一些时候,它又像一个平平的圆盘,或者突然隐身不见,这是因为我们在“平视”光环,即使是最好的望远镜也难觅光环芳踪。

1610年,意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物。

1659年,荷兰学者惠更斯证认出这是离开本体的光环。

1675年,意大利天文学家卡西尼发现土星光环中间有一条暗缝,后称“卡西尼环缝”。他还猜测,光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。但在这200年间,土星环通常被看作是一个或几个扁平的固体物质盘。直至1856年,英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统。

1979年9月1日,“先驱者”11号飞临土星,实现了人们对土星的近距离探测。天文学家说,它所发回的大量照片和数据使我们对土星的了解更加透彻。它发现了土星的两道新光环,发现了土星的新卫星和磁场。

为了对宇宙进行深入考察,继“先驱者”11号之后,于1977年8月20日和1977年9月5日美国又先后发射了“旅行者”2号和“旅行者”l号两艘飞船,继续对土星进行考察。

另外,由于轨道设计巧妙,它在飞向土星的途中,还分别飞临土卫六、土卫三、土卫一、土卫二、土卫四和土卫五,并于1980年11月13日,在距土星12.4万千米处掠过土星,再一次对土星进行了深入的科学探测,送回了1万多张照片以及各种数据。

从这些新的信息中,又有了惊人的新发现,使关于土星的教科书重新改写。

有些科学家风趣地说,我们得到的关于土星的知识比以前的整个人类历史上所得到的还要多很多。

最近,天文学家通过美国国家航空航天局“斯皮策”太空望远镜观测到土星“超级尺寸”的环状结构,之前他们未曾探测到。经测量该环状结构的垂直高度为土星直径的20倍,而土星的直径是地球的9倍,这个神秘的环状结构可以容纳10亿颗地球。凡是用望远镜观看过土星的人,都会为它美丽的光环所吸引。淡黄的像橘子似的星体围绕着发出白色柔和的光环,使人不得不惊叹大自然的绚丽多姿。

是什么构成这美丽而壮观的光环的呢?它们是固体的还是由许多粒子组成的?20世纪初,天文学家开勒尔将光环构造之谜破解了。

根据开勒尔的测量,土星光环内缘的速度比外缘的速度要大,说明光环不是由固体组成的而是由许多冰冻的颗粒状小天体组成的。

它们大小悬殊,大的可达几十米,小的不过几厘米或者更微小。那么,它们是一个挨一个均匀地单层排列着,还是各种粒子互相重叠形成多层的排列呢?“旅行者”1号为我们提供了关于土星光环的新形象。

它发现,光环平面内有数百或数千条大小不等的同心环,而且环中有环,看起来就像是唱片上的纹路一样。大多数的环是光滑匀称的,不过也有些是锯齿形的,有些呈辐射状,还有些像发辫那样互相扭结在一起,令人眼花缭乱。“旅行者”1号的探测再次证明,土星光环是由无数大小不等的粒子组成的,粒子直径在几厘米至几米之间。这些粒子以惊人的速度围绕着土星旋转,并且还发出功率很强的无线电信号。

土星表面被浓密的氢气云所笼罩,在地球上用望远镜观察,土星表面有些明暗交替的条带,这是土星上的气流形成的。偶尔出现的白色斑点,可能是土星风暴。“旅行者”1号发回的照片向我们揭示土星表面特征极其丰富多彩,既有斑点、晕圈,又有盘旋着的金色丝带以及旋涡状的棕**、**、橘红色、褐色的带状物,充分表现出土星表面气流翻滚、风暴迭起的剧烈活动情景。

土星的环是什么形状的?

土星环延伸到土星以外辽阔的空间,最外环距土星中心有10个至15个土星半径,光环宽达20万千米,可以在光环面上并列排上10多个地球,如果拿一个地球在上面滚来滚去,其情形如同皮球在人行道上滚动一样。

主要的土星环宽度为48千米至30.2万千米,以英文字母的头7个命名,距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成了土星和土星环。

奇异的土星光环位于土星赤道平面内,与地球公转情况一样,土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角,这个27度的倾角,造成了土星光环模样的变化。

我们会一段时间“仰视”土星环,一段时间又“俯视”土星环。这时候的土星环像顶漂亮的宽边草帽,另外一些时候,它又像一个平平的圆盘,或者突然隐身不见,这是因为我们在“平视”光环,此时即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。

土星环

身披巨大圆环的行星——土星

土星环由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成。主要的土星环宽度从48公里到30.2万公里不等,以英文字母的头7个命名,距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E.土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成了土星和土星环。

土星的光环其实可分成几个不同的部分,最明亮 最宽阔的是 A 环和B 环,较暗的是 C 环。光环的各部分之间有明显的裂缝,最大裂缝的是 A 环和 B 环间的Cassini 裂缝,它是由 Giovanni Cassini 在 1657 年发现的。A 环内的 Encke 缝则是由 Johann Encke1837 年发现的。通过飞船的探测,人们还发现较宽的光环其实是由许多狭窄的小环组成的。

光环的形成原因还不十分清楚,据推测可能是由彗星、小行星与较大的土卫相撞后产生的碎片组成的。

光环可能含有大量的水份,构成它们的是直径从几厘米到几米的冰块和雪球。某些光环,如 F 环的结构在邻近的卫星引 力拉扯下结构发生了细微的变化。科学家在“旅行者”号飞船发回的一张中发现,土星宽阔的 B 环上带有放射状的阴影,但在“旅行者”号此后拍摄的其他中却没有。据推测,这一现象可能因为光环在某些时候带有静电,漂浮在宇宙中的尘埃被吸附而造成的。

土星 NASA

土星是以泰坦萨杜恩,朱庇特的父亲,希腊-罗马众神之王的名字命名的。土星最大的卫星叫泰坦(土卫六)。泰坦(土卫六)之所以出名,是因为它是太阳系中唯一拥有大气的卫星。泰坦(土卫六)上的大气大部分是由像甲烷这样的碳氢化合物组成的。土星最著名的一点就是它巨大的土星环。土星环是由在土星轨道上运行的卫星固定在一个平面上的。土星是在地球上所能看到的最远的行星。通过低功率望远镜可以看到土星环。土星到地球的距离是太阳到地球距离的九倍。土星的一年大概等于29.5个地球年。然而,它的一天却小于11个小时。

土星的 历史

乔瓦尼·卡西尼是一位意大利天文学家,他发现了土星的第一颗卫星。克里斯蒂安·惠更斯发现了土星最大的卫星。虽然卡西尼最早观测到了土星周围的隆起,但正确地将它们识别为土星环的人是惠更斯。

土星跟太阳系一样古老。然而,人们认为土星环要年轻的多。土星环上的冰随时间的增长会变的更黑。据估计最年轻的土星环只有1亿年的 历史 。

大气

土星大气 NASA

土星因其所含的氨气而呈现出**的面貌。土星大概有70%左右的氢气,剩余的气体是氦气。它的大气中含有微量的氮、氢、碳和铁。

木星上有大红斑,土星上也有一些巨大的风暴与其类似,像白色的斑点。

探针记录到土星上的风速超过一千英里每小时。土星赤道上的风速是最快的。土星的北极有一个六边形的云,这在太阳系中是独一无二的。另一个风暴在土星南极肆虐,尽管它没有北极风暴的六面墙形状。

土星也有与地球北极光相似的极光现象。其图像由地球上空轨道的哈勃望远镜所捕捉到。

土星的卫星

泰坦(土卫六)是太阳系中第二大的卫星,仅次于木星的盖尼米德(木卫三),泰坦(土卫六)甚至比水星还大。瑞亚(土卫五)甚至可能还有它自己的行星环和一个稀薄的大气层,但这需要进一步的研究以证实。恩克拉多斯(土卫二)有一个冰冷的外壳和像欧罗巴(木卫二)一样被潮汐加热的固体内核。恩克拉多斯(土卫二)的冰冻外壳和高温内核之间可能藏有一个液态的海洋。米玛斯(土卫一)造成了土星环上最大的断裂。

土星卫星(部分) NASA

随着天文学家获得更好的望远镜,且我们在土星上的探测器继续它们的 探索 ,这个数字将会持续升高。小卫星是土星环内的小天体,而术语“牧羊人之月”指的是土星环之外的的卫星,它们帮助固定土星环。

土星环

土星环直径为土星直径的200倍,这使它看起来是如此的壮观。土星环是非常薄的,它们由冰块和一些与大卵石一样大的岩石组成。土星环也包含了相当多数量的小卫星和一些介于卫星和大卵石之间的天体。

土星环 NASA

一颗行星上的行星环将会坍缩成一个卫星或者坠向已经存在的卫星。土星上的薄冰环可能会因自然现象而更新。例如,土星E环被认为会被克拉多斯(土卫二)周期性的物质喷射所刷新。克拉多斯(土卫二)从它的“火山”中喷发出冰块,就像岩浆从火山中喷发一样。这个现象要么补充了已有的土星环,要么就创造出新的环。

土星环按照它们被发现的顺序以字母表上的字母进行命名。A环和B环能从地球上看到。卡西尼环缝是它们之间黑暗、相对空旷的地带。F环,这个最外面的环,有一个辫子型的外观。

土星环上也有被称为辐条的直线,与土星环上的缝隙不同,这些特征不是由土星上的卫星所造成的。这些结构被认为是土星磁场相互作用的结果,土星磁场强度是地球的580倍。

土星内部

土星结构 NASA

土星上的一年远长于地球上的一年,而土星的自转是非常快的,一天仅有10小时47分钟。这已经通过测量土星核心发射的无线电信号和辐射的变化证实。磁场和土星核心发射的辐射信号被认为是土星液态金属围绕实心旋转的结果,和地球磁场是由于其液态铁核心旋转所导致的一样。

土星的大气压力是如此之大以致于天文学家认为它有一个行星,内核为岩石,表面上覆盖了一层液态甚至是固态的氢和氦。

如果你能站在土星表面,你在那的体重几乎和你在地球上的体重是一样的。因为土星密度很低,尽管它的体积很大,其引力只比地球大一点点。土星的密度比水的密度低。

像其他气态巨行星一样,土星自形成以来一直在降温。土星核心内部的氦气被冷却成一种氢-氦液体。然而,这个由气体转变成液体的过程释放了热量,相变所产生的热量被认为加热了土星大气层且促成了其磁场的产生。

先驱者11号 NASA

土星已经部署了大量太空探测器。先驱者11号是首个飞过土星的探测器。旅行者1号和旅行者2号也飞过土星。卡西尼-惠更斯号宇宙飞船是美国国家航天局和欧洲航天局的合作项目。

卡西尼-惠更斯号是首个直接飞向土星的宇宙飞船。自2004年降落至今,卡西尼探测器已经发现15个土星卫星,它们其中还有十个以上仍未被命名。

在卡西尼号探测器进入土星轨道的同时,惠更斯号探测器降落至土卫六。惠更斯号发来的显示了土卫六上的液态碳氢化合物创造了湖泊和溪流。在土卫六的“水圈”里,甲烷和乙烷取代了水,进行蒸发和降雨的过程。

土星上的季节

土星像地球一样也有轴倾角,地球的轴倾角大致是23°,土星的是27°。冬季的半球呈现蓝色。土星环与土星一起倾斜。在土星的春分期间,土星环相对于地球是侧着的。对土卫六的持续观测表明,土卫六的“湖区”有几个碳氢化合物湖,随着土星季节的变化,这些湖有所增大和缩小,但并没有完全消失。然而,土星上的夏天对我们而言依旧寒冷。惠更斯号探测器记录到泰坦的表面温度为-290℉。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. thetimenow-再来一碗

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