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训狗网:NASA卡西尼号任务揭秘土星环!令人着迷的土星环没那么简单

NASA卡西尼号任务揭秘土星环!令人着迷的土星环没那么简单

这张模拟图像是根据卡西尼号在2004年抵达土星后收集的首批数据合成的。(图片:NASA/JPL)

当太阳系决定为它喜欢的土星戴上一枚光环的时候,它把最令人震惊、最复杂的光环拼在了一起,所以科学家们到现在还在研究这个光环的工作原理,也就不足为奇了。

2004年美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船抵达土星并开始揭示其复杂性之前,几个世纪以来,土星环都看似简单,而且还非常漂亮。而如今,在卡西尼任务结束近两年之后,研究人员仍在发表新的研究成果,试图根据宇宙飞船收集的数据来更好地理解土星环的这些特征。

“越接近土星环,我们就能够获得更高分辨率的图像和光谱,我们开始得到一些新的观点,一些关于土星环动态和演化的一些最好的观点,”加州NASA喷气推进实验室的卡西尼项目科学家Linda Spilker说。

Spilker是一篇新论文的作者之一,该论文详细描述了卡西尼号在土星环中研究的一些奇怪特征。她说:“有趣的是,随着我们越来越近,我们在光环中看到了越来越多的结构。”从远处看,它似乎是平的、枯燥的薄片,结果却变成了充满活力的沟槽结构,点缀着小特征和缝隙。

一些细节是变化的明显证据,比如光环和小卫星Daphnis之间的相互作用引起的一系列碰撞。

科学家们仍在研究导致这些细节的起因。Spilker说:“我们不知道是什么东西在长期维持着大部分结构,我们知道环状粒子至少会在短时间内粘在一起……也许一些最大的粒子甚至会在它们周围创造空间。”

这篇新论文描述了一些似乎符合这样的起因的结构,科学家们给这些结构起了个绰号,因为它们锯齿状的叶片形状与土星环的光滑条纹形成了鲜明的对比。其他特征则更为微妙:光环结构或成分的微小变化使得光环出现条状或块状的斑块。

Spilker希望有一天,科学家们能再次回到土星光环去进行更仔细的观察。他们在为卡西尼号在土星的13年任务设计路径时,工程师们担心土星环的粒子可能会对飞船造成破坏,所以即使是最后在土星环之间的空隙执行最危险的动作时,他们也小心翼翼地保护着飞船,庇护其背后的高增益天线。

但是当宇宙飞船飞行时,它的操作人员意识到这些粒子是安全的——一些科学家尚不理解的过程将这些粒子碾碎得非常细小,它们看起来就像烟雾粒子一样。这一认识可能可以为以后更大胆的土星环探索任务做铺垫,尽管环内较大的粒子仍然可能对飞船构成威胁。

卡西尼号于2017年9月停止收集数据,飞入土星大气层后燃烧殆尽。但是科学家们仍然掌握着宇宙飞船的数据,他们知道数据中还有很多谜团有待发现。“我认为在很多方面,我们只是看到了这些数据的冰山一角而已,” Spilker说。

6月13日发表在《科学》杂志上的三篇论文描述了基于卡西尼号数据的新研究和假设。

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