科学探索|研究:土星的星环和倾斜可能是一个古老的、失踪的卫星的产物( 二 )
Wisdom和他的同事对土星的内部进行了建模并确定了跟卡西尼号观察到的引力场相匹配的质量分布 。令人惊讶的是,他们发现这个新确定的惯性矩使土星接近,但刚好在跟海王星的共振之外 。这两颗行星可能曾经是同步的,但现在不再是了 。
“然后我们就去寻找让土星脱离海王星的共振的方法,”Wisdom说道 。
文章图片
首先,研究小组进行了模拟,他们将土星及其卫星的轨道动力学向后演变,以此来观察现有卫星之间是否有任何自然不稳定因素可以影响行星的倾斜 。据悉,这一搜索结果是空的 。
因此,研究人员重新审查了描述行星前倾的数学方程,也就是行星的旋转轴如何随时间变化 。这个方程中的一个项有来自所有卫星的贡献 。研究小组推断,如果从这个总和中移除一颗卫星,那么它可能会影响到行星的前行 。
问题是,那颗卫星要有多大的质量以及它要经历怎样的动力学过程才能使土星脱离海王星的共振?
Wisdom和他的同事们进行了模拟以确定卫星的属性,如它的质量和轨道半径及将土星从共振中剔除所需的轨道动力学 。
最后他们得出结论,土星目前的倾斜是跟海王星共振的结果,而卫星Chrysalis的损失约是土星第三大卫星--iapetus的大小,这使得它能够摆脱共振 。
【科学探索|研究:土星的星环和倾斜可能是一个古老的、失踪的卫星的产物】在2亿到1亿年前的某个时候,Chrysalis进入了一个混乱的轨道区,其经历了跟Iapetus和Titan的多次亲密接触,并最终离土星太近,进而在一次擦肩而过的遭遇中,卫星被撕成了碎片,最后只留下一小部分作为一个布满碎片的环状物环绕着这个星球 。
他们发现,Chrysalis的消失不仅解释了土星的早衰和它今天的倾斜,而且还解释了它壮观的星环形成的晚期 。
“这是一个相当好的故事,但就像其他的结果一样,它将必须由其他人来检验,”Wisdom说道,“但是看起来这个丢失的卫星只是一个蛹,等待着它的不稳定 。”
- 科学探索|新研究记录下婴儿在子宫内对母亲所吃食物有所反应的首个证据
- 科学探索|NASA即将让一艘航天器撞向一颗小行星
- 科学探索|古代DNA揭示了“西方文明摇篮”的全面基因组历史
- 科学探索|单晶有机金属钙钛矿光纤首次制成
- IT|研究发现在大自然中漫步一小时可以减少与压力有关的大脑活动
- 科学探索|NASA DART任务在完成高速自毁式碰撞前拍下地球罕见图像
- 科学探索|“中国天眼”六周年 这项独一无二的球面射电望远镜都有哪些成就?
- 科学探索|我们是否真的从詹姆斯·韦伯太空望远镜中学到了什么?
- 科学探索|火星已成“垃圾堆” 人类已在火星留下了7000多千克废弃物
- IT|研究认为植物性肉类是"更健康和更可持续的"