土星環土星,亦都係太陽系行星嘅行星環入面最突出同明顯嘅。

土星環

土星環由好多小顆粒組成,大細由微米去到都有[1],而呢啲顆粒圍繞土星運行。佢哋主要由水冰組成,夾雜住一啲岩石成分。

雖然環嘅反射增加咗土星嘅亮度,但喺地球仍然用唔倒肉眼睇佢哋。喺1610年,伽利略用望遠鏡觀察土星,即使佢睇唔清土星環實際係點,但佢仍然成為第一個觀察土星環嘅人。1655年,惠更斯係第一個將土星環描述做圍住土星嘅盤狀物嘅人[2][3]

歷史

早期觀察

1610年,伽利略係第一個用佢嘅望遠鏡觀察土星環嘅人,但無法識別佢哋,佢喺寫畀Cosimo II de' Medici英文Cosimo II de' Medici, Grand Duke of Tuscany封信入面話:「土星唔係得一件,而係由三個部分組成,呢啲部分幾乎相互接觸,彼此冇相對嘅運動,將佢哋連埋一齊,會形成一條同黃道平行嘅線,而且中間(土星本身)比兩面環大三倍[4]」佢仲將呢啲環當做土星嘅耳仔。1612年,土星環以側面對住地球,伽利略睇唔倒環,佢好困惑,仲話「土星吞咗佢個仔?」。喺1613年,伽利略又睇到環,令佢更加困惑[3]

1655年,惠更斯用佢更好嘅望遠鏡觀測到完整嘅土星環,發表咗個字謎:aaaaaaa­ccccc­deeeeeg­hiiiiiii­llllmm­nnnnnnnnn­oooopp­qrrs­tttttuuuuu[5],三年後,佢透露字謎係噉解:Annuto cingitur、tenui、plano、nusquam coherente、ad eclipticam inclinato(土星被一個薄同平坦嘅環環繞着,冇掂到任何地方,仲對黃道傾斜)[6][3][7]

後來發展

1675年,卡西尼確定土星環由好多小環組成,中間有縫[8],其中最明顯嘅環縫喺冇耐之後被命名為卡西尼環縫。卡西尼環縫喺A環同B環之間,寬度有4800 公里[9]

1787年,拉普拉斯證明土星環唔係由均勻嘅實心環組成,仲認為呢啲環係由好多固體小環組成[10][3][11][2]

1859年,占士麥士維證明土星環唔係固體,如果係固體,會因為唔穩定而碎裂。佢話環係由好多小顆粒組成,每個都獨立噉環繞著土星[12]。透過光譜學嘅研究,Lick Observatory嘅占士基勒喺1895年證實咗占士麥士維嘅學說[13][14]

喺1979年9月、1980年11月、1981年8月同2004年7月,分別有四艘太空船去到土星附近觀察到土星環,佢哋分別係先鋒11號航行者1號航行者2號卡西尼號。先鋒11號喺1979年9月最接近土星,距離土星20,900公里[15],並發現咗F環[15]。航行者1號喺1980年11月最近土星,離土星64,200公里[16],一個唔成功嘅光偏振儀令航行者1號無法以計劃好嘅解像度觀察土星環,但航行者1號影嘅相畀咗環嘅細節,仲發現咗G環[17]。航行者2號喺1981年8月以41,000公里嘅距離最近土星[16],航行者2號運作倒嘅光偏振儀令佢可以更好咁觀察土星環,仲發現咗好多小環[18]。卡西尼號喺2004年7月進入土星軌道[19],佢嘅圖像係到而家為止最詳細嘅圖像,並發現咗更多小環[20]

物理性質

密集嘅主要環帶從赤道上方7000公里延伸到80,000公里,但估計佢嘅厚度只有10米[21],並且99.9%都係冰,仲參雜着少少雜質,好似有機化合物托林或矽酸鹽[22]。主要環帶入面嘅顆粒大細由1厘米去到10都有[23]

土星環入面有好多縫隙,有啲因為土星嘅衛星同土星環軌道共振引起嘅[24],有啲仲未知道成因。

卡西尼號嘅數據話土星環有自己嘅大氣層,獨立於行星本身嘅大氣層。大氣入面有分子(O2),由太陽紫外線同土星環嘅冰相互作用而產生。

2007年5月9號由卡西尼號嘅小角度攝影機影嘅影像,由左至右依序為D、C、B、卡西尼環縫、A同F環。

環係由佢哋被發現嘅順序按字母順序命名[25],A同B環喺1675年被卡西尼發現,C環喺1850年由 William Cranch Bond 同佢個仔 George Phillips Bond 發現,D環由 Nikolai P. Barabachov 同 B. Semejkin 喺1933年發現,E環喺1967年被 Walter A. Feibelman 發現,而兩艘太空船先鋒11號航行者2號分別喺1979年同1980年分別發現咗F同G環。

從土星延伸出去嘅主要環係C,B,A環,而卡西尼環縫將A同B環分開。D環好微弱,離土星最近。狹窄嘅F環喺A環外面。而G同E環就更微弱。呢啲環都有大量結構,一啲同土星衛星擾動有關,但有好多解釋唔倒[25]

睇埋

  1. Porco, Carolyn. "Questions around Saturn's rings". CICLOPS web site. 原著喺2012-10-03歸檔. 喺2012-10-05搵到.
  2. 2.0 2.1 "Historical Background of Saturn's Rings". 原先內容歸檔喺2012-09-12. 喺2006-03-08搵到.
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 Baalke, Ron. "Historical Background of Saturn's Rings". Saturn Ring Plane Crossings of 1995–1996. Jet Propulsion Laboratory. 原著喺2009-03-21歸檔. 喺2007-05-23搵到.
  4. Whitehouse, David (2009). Renaissance Genius: Galileo Galilei and His Legacy to Modern Science. Sterling Publishing Company, Inc. p. 100. ISBN 978-1-4027-6977-1. OCLC 434563173.
  5. Borello, Petro (1655). De Vero Telescopii Inventore … [On the true inventor of the telescope …] (拉丁文). The Hague, Netherlands: Adriaan Vlacq. pp. 62–63. Huygens' logogriph appears in the reproduction of a letter by him (De Saturni Luna (On Saturn's moon)), at the bottom of p. 63 of the Liber Secundus de Conspiciliis … [Book Two, On [early] Telescopes … ], in which the pages are numbered separately from those in the first book.
  6. Huygens, Christiaan (1659). Systema Saturnium (拉丁文). The Hague, Netherlands: Adriaan Vlacq. p. 47.
  7. Campbell, John W., Jr. (April 1937). "Notes". Beyond the Life Line. Astounding Stories. pp. 81–85.
  8. Cassini (1677). "Observations nouvelles touchant le globe & l'anneau de Saturne" [New observations concerning the globe and the ring of Saturn]. Mémoires de l'Académie Royale des Sciences (法文). 10: 404–405.
  9. "Saturn's Cassini Division". StarChild. 原先內容歸檔喺2007-07-04. 喺2007-07-06搵到.
  10. La Place (1787). "Mémoire sur la théorie de l'anneau de Saturne" [Memoir on the theory of the ring of Saturn]. Mémoires de l'Académie Royale des Sciences de Paris (法文): 249–267.
  11. "James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings". JOC/EFR. March 2006. 喺2007-07-08搵到.
  12. "James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings". JOC/EFR. March 2006. 原先內容歸檔喺2019-05-25. 喺2007-07-08搵到.
  13. Keeler, J. E. (1895). "A spectroscopic proof of the meteoric constitution of Saturn's rings". Astrophysical Journal. 1: 416–427. Bibcode:1895ApJ.....1..416K. doi:10.1086/140074.
  14. Бѣлополъский, Ар. (1895). "Изслѣдованіе смѣщенія линій въ спектҏѣ Сатурна и его кольца" [An investigation of the shift of lines in the spectrum of Saturn and of its ring]. Иӡвѣстія Императорской Академіи Наукъ (Bulletin of the Imperial Academy of Science). 5th series (俄文). 3 (4): 379–403.
  15. 15.0 15.1 Dunford, Bill. "Pioneer 11 – In Depth". NASA web site. 原著喺2015-12-08歸檔. 喺2015-12-03搵到.
  16. 16.0 16.1 Angrum, Andrea. "Voyager – The Interstellar Mission". JPL/NASA web site. 喺2015-12-03搵到.
  17. Dunford, Bill. "Voyager 1 – In Depth". NASA web site. 原著喺2015-10-03歸檔. 喺2015-12-03搵到.
  18. Dunford, Bill. "Voyager 2 – In Depth". NASA web site. 喺2015-12-03搵到.
  19. Dunford, Bill. "Cassini – Key Dates". NASA web site. 原著喺2017-04-13歸檔. 喺2015-12-03搵到.
  20. Piazza, Enrico. "Cassini Solstice Mission: About Saturn & Its Moons". JPL/NASA web site. 喺2015-12-03搵到.
  21. Cornell University News Service (2005-11-10). "Researchers Find Gravitational Wakes In Saturn's Rings". ScienceDaily. 原先內容歸檔喺2011-04-02. 喺2008-12-24搵到.
  22. Nicholson, P.D. and 16 co-authors (2008). "A close look at Saturn's rings with Cassini VIMS". Icarus. 193: 182–212. doi:10.1016/j.icarus.2007.08.036. 原先內容歸檔喺2017-11-14. 喺2008-12-27搵到.
  23. Zebker, H.A., Marouf, E.A., and Tyler, G.L. (1985). "Saturn's rings - Particle size distributions for thin layer model". Icarus. 64: 531–548. doi:10.1016/0019-1035(85)90074-0. 原先內容歸檔喺2018-09-08. 喺2008-12-27搵到.CS1 maint: multiple names: 作者名單 (link)
  24. Burns, J.A.; 等 (2001). "Dusty Rings and Circumplanetary Dust: Observations and Simple Physics" (PDF). 出自 Grun, E.; Gustafson, B. A. S.; Dermott, S. T.; Fechtig H. (編). Interplanetary Dust. Berlin: Springer. pp. 641–725. Bibcode:2001indu.book..641B. ISBN 978-3-540-42067-5.
  25. 25.0 25.1 "Solar System Exploration: Planets: Saturn: Rings". Solar System Exploration. 原著喺2010-05-27歸檔.