SPACE SCHOOL

Houston Association for Space and Science Education.
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謎樣的土星環

大家都知道土星外圍環繞一圈唯美的土星環,但是在觀賞它的同時,你知道土星環究竟是什麼東西嗎?

  早在17世紀初,伽利略就用望遠鏡發現了土星環,但是當時的望遠鏡仍不夠精良,使得伽利略覺得土星擁有一隻「土星耳」,而非「土星環」。到了17世紀中葉,惠更斯使用改良過後的望遠鏡,觀測到土星環;從此,土星環的存在才逐漸為世人所知。

  土星環就像是盤子的邊緣,為了觀測與分析方便,科學家由內(近土星)而外(遠土星)將土星環分為D、C、B、A以及最活躍的F環,而每環之中又是由很多小環組成。



土星環結構(由左至右為D、C、B、A、F)[1]



  B環是土星環中質量最大的,而它的上下有一些漂浮的塵埃雲(Spokes);目前科學家推測,因為B環內部物體繞行時會相互摩擦碰撞產生靜電,而塵埃雲內部的微粒也會受光輻射而帶電,兩者相斥才有東西漂浮在B環之外的現象。

  B環與A環之間有一條卡西尼環縫,其內仍有幾條小環。而A環是外側最大最亮的環,內部被恩克環縫、基勒環縫中斷。相較之下,內側的C環與D環就比較黯淡了。

  最特別的就非F環莫屬了。F環的結構類似相互纏繞的數條細長線條,寬度大約幾公尺,兩顆牧羊犬為星隨侍在兩側──潘朵拉在外側,避免F環的粒子向外逃脫;反之,普羅米修斯則在內側──讓F環按著兩隻牧羊犬的指示繞行土星。



F環[2]



  這兩顆衛星究竟有什麼特別的呢?大部分人都知道,類木行星主要是由冰、氣體組成,缺少岩石核心,但是在科學家的模擬太陽系形成過程時發現,如果所有粒子都是由冰組成,那麼它們將會在相互撞擊時就粉身碎骨;不過,如果假設粒子擁有岩石核心,那麼它們將會在撞擊中倖存。所以,科學家推測,潘朵拉與普羅米修斯的冰霜外表下,應該擁有岩石核心。

  很可惜的是,目前對於土星環的形成仍無定論。而藉由研究土星環的形成過程,也能一窺太陽系的歷史。



原始資料:

https://www.astrobio.net/saturn-system/shepherds-moon-on-saturn/



參考資料:

https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9C%9F%E6%98%9F%E7%92%B0

https://market.cloud.edu.tw/content/junior/earth/tn_gz/astro/saturn/st3c.htm



圖片來源:

[0] https://kknews.cc/science/np6v5eg.html

[1] https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9C%9F%E6%98%9F%E7%92%B0

[2] https://www.astrobio.net/saturn-system/shepherds-moon-on-saturn/

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