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太阳死亡之时的土星
在太阳系所有的行星中,似乎都没有哪个像土星yī样拥有独特的吸引我们的魅lì。令人着迷的原因可能是它拥有的那巨大的环使其在我们的太阳系中脱颖而出。尽管木星,天王星和海王星都有自己的行星环,但是没有一个比土星的环更壮观。
图解:土星的独特行星环在卡西尼 – 惠更斯号太空船返回的照片中被描绘了出来。
土星环也是太空中的一大谜团。 但是,随着我们的航天器比以往任何时候都更靠近环,我们将更完整地了解它们的构成以及它们如何存在。
土星有六个主要的环,每个环都由成千上万的小环组成。 这些环是巨大的-最大的环直径跨越170,000英lǐ(273,588公里)。 但是,它们的厚度非常薄-仅约650英尺(200米)厚。 它们并不像从地球上看上去那样是固体,而是由漂浮的水冰块,岩石和尘埃组成,其大小从斑点大到巨大的,类似房屋大小的碎片,都以环形绕着土星运行。 随着碎片颗粒的轨道运动,它们之间不断碰撞,粉碎了较大的碎片。
图解:卡西尼-惠更斯号于2006年9月15日拍得的土星环全貌(亮度在这张图中被强化)
土星环不是完美的圆形,在有些地方由于附近卫星的引力会有所弯曲。 环上还包含轮辐,这些lún辐是由于漂浮在环上的极细尘埃颗粒被静电吸引并被拉到环上而产生的。
图解: Sustermans (c. 1637).绘制的伽利略肖像
这些环以字母命名-A,B,C,D,E和F。它们不是按字母顺序排列,而是按其被发现的顺序排列(从靠近土星开始的实际顺序是- -D,C,B,A,F,G和E)。
A和B是两个最亮的环,B是六个环中最宽和最厚的环。 C有时称为纱环,因为它非常透明,而D几乎看不见。F环非常狭窄,由位于环内外两侧的两个卫星潘多拉(Pandora)和普罗米修斯(Prometheus)挤压束缚在一起。 这也是之所以chēng这两颗卫星为“牧羊卫星”的原因,因为它们控制环中颗粒的运动。
图解:黑暗的卡西尼缝分开了在内侧宽广的B环和外侧的A环,这张影像是哈勃太空望远镜的先进巡天照相机在2004年3月22日拍摄的,较不明显的C环就在B环的里面。
相对其他环更远的是G环,最后是E环,它由非常细的(几乎是微观的)颗粒组成。 E环一直令科学家感到困惑,因为与其他环不同,E环被认为是由附近卫星散落的颗粒组成,E环被认为是由从土卫二的南极附近的火山间歇泉喷出的冰粒组成的。在几个环之间是以研究土星的天文学家命名的缝隙。
图解:卡西尼太空船从无光的一侧看见的土星环(2007年5月9日)。
但是这些环是如何形成的,它们的年龄可能有多大了?我们下面分析。
土星环的起源
自从1610年伽lì略通过早期的望远镜对着土星凝视以来,科学家们一直在思考土星的环是怎样的。从他观察的角度来看,伽利略推测土星不是单颗星,而是三颗星:一颗大中型星,上面有两个耳状的附属物,他认为这可能是大卫星。 伽利略观测土星超过一年。 然hòu他休息了一段时间,直到1612年重新观察时才看到了异常的东西。 这次伽利略只看到一颗星星,而不是他上次观看时看到的三颗星。 他正确地预测其他“星星”会回来,但他没弄清楚它们为什么消失了。
图解:旅行者2号拍摄回的强化色彩后的图像显示了伽利略望远镜无法看到的细节。
1655年,当荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)通过一台更复杂的望远镜观察土星时回答了这个令伽利略感到困惑的问题。他认为多余的恒星实际上是环,它们很细,以至于从边缘看时似乎都消失了。如今,科xué家们为伽利略和惠更斯的发现命名为环面穿越。土星绕太阳行进时,其环大约每14年边缘对着地球一次。 因此,当我们在这段时间内通过望远镜观察行星时,这些环是不可见的。
图解:艺术家在2007年描绘的土星环影像,冰冷的微粒聚集成环的固体部分。细长的丛集不断的形成和分散,最大的颗粒也只有几米的直径。
惠更斯在评估土星时犯了一个错误。 他认为土星环是固态的。 五年后,法国天文学家让·佩拉因(Jean Chapelain)更准确地推测,这些环实际上是围绕土星运行的小颗粒。 苏格兰物理学家詹姆斯·克莱克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)在1857年发现圆环必须由小颗粒构成时证实了这一理论。 若不是小颗粒构成,它们将被土星的引力向内拉,直到坠入土星内。
图解:由卡西尼号的小角度摄影机拍摄的影像以自然的颜色马赛克而成,由左至右依序为不受光侧的D、C、B、A和F环,日期为2007年5月9日。
在20和21世纪,天文学家受益于技术,可以帮助他们发现土星环的秘密。 在1970年代末和80年代初,“先锋”号和“旅行者”号航天器向后方送回了环和组成它们的颗粒的特写视图。 近年来,卡西尼号飞行任务(美国宇航局,欧洲航天局(ESA)和yì大利航天局(ASI)的共同努力)能够绕更接近土星环的位置运行并收集大量关于它们结构的新信息。
图解:卡西尼号航天器在土星周围的轨道上的插图。
随着越来越了解土星环的组成,科学家们也一直在质疑环的起源。 他们相信,环是由彗星或小行星与一颗或多颗行星的卫星相撞并将它们破碎成许多碎片后产生的。 碰撞的碎片散布在土星周围,并形成当前的环形图案。
图解:受光侧的土星环,主要的细bù构造加上的标示。
还有不能què定的是环的年龄。 起初,它们被认为与太阳系一样古老。然后科学家推测,环中的冰如果积累了40亿年的尘埃应该要比现在脏的多。因此,他们将环的预估寿命推到了几千万年前。但是,当卡西尼号航天器送回迄今为止土星环最清晰的图像时,科学家们说,最初的推测可能是正确的。他们认为,环状颗粒很可能在40亿年的时间里得到了回收,bìng且它们将在未来很长一段时间内继续存在。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. STEPHANIE WATSON(斯蒂芬妮·沃森)-寒尘- science
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地球在太阳走向死亡时,都会受到什么影响?
任何事物都有生有死有始有终,如今的太阳犹rú人到中年,理论上它还有50到70亿年的寿命,当主序星阶段结束之后,它将成为一颗白矮星。而如今我们地球乃至太阳系的所有一切都在依赖着太阳运行,那么将来太阳撂挑子之后,失去老大哥的温暖和庇护的太阳系行星兄弟们将会怎样呢?
先说我们的地球,其实地球不用考虑将来的何去何从?因为到了太阳的晚年,地球将投入太阳的怀抱,当太阳成为一颗红巨星的时候,它的体积会变得越来越庞大,至少相当于现在的10亿倍,最终它将吞并地球的轨道。
那么结果也很显然,在轨道上运行de地球必将被太阳吞入腹中,也就是说那个时候的地球将葬身于太阳的茫茫火海之中,成为太阳的一部分,地球上所有的一切也都将融化,而由于地球是一颗岩石行星,密度比太阳的平均密度还高,那么它也将在太阳的火海之中越陷越深,最终甚至会进入到太阳的热核反应区中,地球上的很多物资也都将在高温之下分解,其中的一些轻元素如氢和氦等碳以下的元素将参与太阳的聚变。这是太阳最后的核聚变狂欢。
那么既然地球都被太阳吞没了,水星和火星就更跑不了了,它们也都会被太阳吞入肚中,地球的卫星月亮也会被太阳吞入肚中,但是火星就不一定了,因为太阳膨胀的体积达不到火星的轨道,所以火星应该不会葬身与太阳的火海之中,那么火星轨道之外的小行星带天体、木星,土星,天王星,海王星,以及柯伊伯带天体就更不会了。
那么如果地球将被太阳吞没,到时候人类应该去往哪里呢?其实这个不必过于担心,太阳能影响地球生态环境的时间,大约从15亿年后开始,这么长的时间足够人类发展出纵横宇宙的科技水平了,但前提是人类能够和平稳健的发展,如果人类能做到的话,届时人类可能早就走出了太阳系,甚至已经走出了银河系,bìng且找到了许许多多的可以安身立命的系外星球。
土卫六上面看太阳,土星和地球,分别是什么样子?
经过美国宇航局“卡西尼”号土星探测qì多年的观测,美国康奈尔大学的研究人员终于绘制出了土星最大卫星——土卫六(Saturn)表面的完整地图。研究人员利用新的地形图在土卫六上有了许多发现,认为它比我们想象的更像地球,比如它也拥有全球性海洋。
自从卡西尼号首次近距离观测土卫六以来,科学家们就利用卡西尼号传回的图像来探索它与地球的相似之处。此前,研究人员已经证实土卫六表面存在碳氢化合物海洋,但根据新的分析,这些海洋有共同的等位面(或海平面),就像地球上的海洋一样。这两项研究都已发表在期刊《地球物理研究快报》上。
土卫六并不是太阳系中唯一具有地球性质的卫星。对木卫二的观测使许多人相信,它有可能拥有地外生命。美国宇航局甚至计划向木卫二发射登陆器,以进一步探索这颗卫星支持有机生命的潜力。这项努力yě获得了欧洲航天局的支持。这两个航空机构将合作完成在2020年中期发射任务的目标。
即使土卫六上有了最新发现,但许多人仍然支持前往木卫二上寻找地外生命。木卫二的海洋拥有与地球海洋类似的化学组成,而土卫六则是太阳系中除了地球之外唯一拥有稠密大气层的星球,并且它的表面上有稳定的液体,现在发现它还有全球海平面。这些发现可能也会影响New Frontiers项目,这是由美国宇航局进行的一系列太空探索任务。
这些发现无疑会让土卫六探测任务变得更有吸引力,而且虽然全球海平面的发现lìng人难以置信,但它可能只是冰山一角。在我们真正到达那里之前,我们无法确定这颗土星最大卫星上有什么重大秘密等着我们去发现。
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