土星环是太阳系行星的行星环中最突出与明显的一个,环中有不计其数的小颗粒,其大小从微米到米都有,轨道成丛集的绕着土星运转。环中的颗粒主要成分都是水冰,还有一些尘埃和其它的化学物质。
土星环
虽然环的反射能够增加土星的亮度,但从地球仅凭裸眼还是看不见环。在1610年,当望远镜第一次指向天空之际,伽利略虽然未能清楚的看出环的本质,但他还是成为观察土星环的第一个人。在1655年,惠更斯成为第一个描述环是环绕土星的盘状的人。
土星环图片
虽然许多人都认为土星环是由许多微细的小环累积而成的(这个观念可以回溯至拉普拉斯),并有少数真实的空隙。更正确的想法是这些环是有着同心但是在密度和著亮度上有着极值的圆环盘。在丛集的尺度上,圆环之间有许多空洞的空间。
在环的中间有一些空隙:有两条已经知道是与被埋藏在环中的卫星产生轨道共振引起的波动造成的,其它的空隙还不知道成因。稳定的共振,另一方面,也维系了一些环长期的存在,像是泰坦环和G环。
土星环结构是由不同尺寸颗粒构成,图中不同色彩代表着不同颗粒尺寸,绿色是最小的颗粒。目前,科学家最新研究表明,土星环中冰晶和岩石分布结构是颗粒反复碰撞分离形成的,多数构成颗粒直径小于1米,较大尺寸的颗粒非常少。
土星环照片
这是艺术家描绘近距离土星环结构,它们被认为是小行星、彗星和卫星分解残骸物质结合在一起,这些残骸颗粒不断地碰撞和分离,最终堆积在一起形成环状结构。
自1610年伽利略观测发现土星之后,天文学家便对土星环的形成迷惑不解,不清楚冰晶和岩石颗粒如何结合在一起形成这种神秘环结构。这张图像是卡西尼探测器距离土星630万公里拍摄126张照片合成的。
拍摄的土星环
如图所示,这是卡西尼探测器拍摄的土星环,图中拍摄角度朝向太阳,土星处于太阳的背景光之中。