作為太陽系的八大行星之一,土星因為肉眼觀察下十分接近泥土顏色而得名。
很多人覺得土星是一個美麗的星球,因為它的外圍圍繞著一圈美麗又明亮的行星環,就像一個漂亮的寬邊草帽,這便是大名鼎鼎的“土星環”。
土星形成於大約45億年前,土星環的形成則比土星晚得多,形成於1000萬至1億年前,相當於地球上的恐龍時代。
土星環雖然看起來是實心的,其實它是由無數漂浮的冰塊、岩石顆粒和塵埃組成。寬度幾乎和地月距離相當,但厚度卻有十幾米甚至幾十米。
主要的土星環,寬度從48公里到30.2萬公里不等。這些土星環按照距離土星從近到遠的距離,按照被發現的時間先後順序,分別被命名為D、C、B、A、F、G和E環。其中,B環最寬、最亮,質量也最大。
天文學家猜測,軌道共振會引起土星的暗帶。所謂軌道共振,是說當兩個天體的公轉週期之比為有理數時,會出現週期性的引力作用。這個定期施加的引力會影響到對方,從而改變或限制對方的軌道,由此也就產生了我們看到的暗帶。
軌道共振的物理原理在概念上類似於我們推鞦韆這個動作,軌道和擺動的鞦韆之間有著一個自然頻率。我們每重複推一次,就會在鞦韆劃過的軌道上產生累積性的影響。
簡單理解就是,如果一顆小行星的軌道週期跟土星的軌道週期成整數比,就會週期性受到土星的擾動,從而軌道不穩定,這顆小行星最終會離開這個軌道,這就導致這條軌道半徑上的小行星數量非常少,這樣看起來土星環上就像有了一條縫隙。
目前土星上被發現的衛星有82顆,透過軌道共振將同軌道上的小行星全部踢出去,這就是土星暗帶形成的最終原因。
浩瀚星空,藏著無數神奇的現象,還有更多的奇妙現象等著我們去探索。
本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。
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