科学探索|最美的行星 - 土星:堪称微型太阳系 可能还有生命( 二 )


【雨水会从太空落到行星上】
2017年4月,“卡西尼号” 沿着一条大胆的新道路潜入土星环之间 。去一个以前没有宇宙飞船飞行过的地方,进行一套独特的测量 。
这是一片未知的领域,科学家们不知道他们会找到什么 。那里可能有能够摧毁“卡西尼号”飞船的物质 。
然而,再次让科学家们意想不到的事情发生了 。“卡西尼号”发现在雨正在从太空中落到行星上 。
在地球上经常下雨,但雨云最多也就几英里的高度 。而土星上也会下雨,雨水会落在高层大气的顶部,并且这些雨水来自太空 。
2018年,“卡西尼号”的数据揭示了这场暴雨的巨大重量 。冰粒雨以每秒几吨的速度撞击土星 。
这雨是从哪里来?没有任何雨云 。答案是土星环 。
土星环是土星最美丽、最引人注目、最独特的标志 。从远处看,土星环看起来就像一个完整的结构,但当你近距离观察时,实际上是一堆冰晶和冰岩石构成了土星环 。环状物的大小从尘埃颗粒到大圆石再到房屋都有 。
土星环远在土星的大气层之上,它们在太空中 。在正常情况下,这些组成土星环的冰粒子会永远绕着土星转 。
但事情有点奇怪,有什么东西让这些绕轨道运行的冰粒子向内落下就像一种宇宙冰雹 。物质正从土星环向内滴落,然后落入土星的云层中,就像没有雨云的雨 。
“卡西尼号”发现雨是由不同种类的冰颗粒混合而成的 。然后研究人员意识到冰粒是带静电的 。
来自太阳的紫外线可以释放出一个电子,这就给这些粒子带来了电荷 。就像用气球摩擦你的头发,然后头发会因为静电而使它粘在墙上一样 。
显然,如果有这样的粒子,它们会受到磁力的影响 。
而土星有很强的磁场 。地球的磁场来自于它熔化的旋转铁芯 。虽然土星可能有一个岩石中心,但它主要是一个由氢和氦组成的巨大球体 。
但在其内部深处,科学家认为有更奇特的事情正在发生 。在土星内部,极端的压力和温度迫使氢不再像气体一样活动,变成了旋转的液态金属氢 。
液态金属氢可以在流体中自由移动 。这样,液态氢在极端压力下可以像金属一样工作 。
由旋转的金属氢组成的外核产生的磁场,将冰粒子从环中拉出来 。这些带电的冰粒子随后被土星磁场吸引 。它们沿着磁场线像雨一样落在土星的大气层上 。每秒钟有好几吨的物质落在土星上 。
【成千上万的土星环】
关于土星环,科学家们想知道这个环到底有多少质量的物质 。
在“卡西尼号”完成任务的最后几天,它是在土星和土星环之间飞行 。通过采集的引力数据,科学家们可以分析出有多少质量来自土星,有多少来自土星环 。
分析结果另科学家们感到惊讶,土星环实际上质量并不大 。虽然土星环覆盖的区域和月球绕地球的轨道一样大 。但土星环的质量比我们的月球小10万倍 。它们比科学家们想象的要轻得多 。
如此轻的质量意味着土星环很年轻 。科学家们还发现,土星环非常明亮和冰冷 。这就意味着,土星环还没有时间受到微流星体的污染 。如果土星环存在的时间很长的话,环会就变暗 。
所以科学家们推断,这些环可能只有1亿年的历史 。也就是说,如果早在恐龙时代你就生活在地球上,那么,太空中可能有一颗没有光环的土星 。
我们知道,土星已经存在很久了 。所以这个环就不是和土星同时形成的 。那它们是怎么形成的?是什么让它们保持在那里的?
要在1亿年前形成土星环,需要找到一个物体——可能是一颗彗星或一颗离土星太近的卫星 。