卡西尼号揭示土星的卫星可能只有1亿年前

一项新发表的研究表明,土星的月亮瑞亚以及距土星更近的所有其他卫星和环可能只有1亿年的历史

外卫星(上图未见),包括土星最大的卫星土卫六,可能与地球本身一样古老

新的研究表明,土星的一些冰冷的卫星,以及它着名的戒指,可能是现代装饰品

他们的戏剧性出生可能发生在仅仅一亿年前,比许多恐龙统治时期更近

“卫星总是在改变它们的轨道

这是不可避免的,“SETI研究所首席研究员Matija Cuk说

“但是这个事实让我们可以用计算机模拟来梳理土星内在卫星的历史

这样做,我们发现他们很可能是在这个星球历史上最近2%的时间里出生的

“虽然土星的戒指自17世纪以来就已为人所知,但他们的年龄仍然存在争议

直截了当的假设是它们是原始的 - 与地球本身一样古老,超过40亿年

然而,在2012年,法国天文学家发现潮汐效应 - 内部卫星与土星内部深处的流体的引力相互作用 - 导致它们相对较快地螺旋形成更大的轨道半径

鉴于它们目前的立场,其含义是这些卫星,可能是环,是近期的现象

Cuk与西南研究所的Luke Dones和David Nesvorny一起使用计算机建模来推断土星冰冷的内部卫星过去的动态行为

虽然我们自己的月球绕地球运行,但土星的许多卫星必须相互分享空间

由于潮汐效应,它们的所有轨道都会缓慢增长,但速度不同

这导致成对的卫星偶尔进入所谓的轨道共振

当一个月球的轨道周期是另一个月球周期的一个简单部分(例如,一半或三分之二)时,就会发生这种情况

在这些特殊的配置中,即使是重力较弱的小卫星也会强烈地影响彼此的轨道,使它们更加细长并使它们从原来的轨道平面倾斜

通过比较目前的轨道倾斜和计算机模拟预测的倾斜,研究人员可以了解土星卫星轨道的增长程度

事实证明,对于一些最重要的卫星 - 特提斯,迪奥内和雷亚 - 轨道的变化不如先前想象的那么大

相对较小的轨道倾斜表明它们没有穿过许多轨道共振,这意味着它们必须形成在离它们现在不远的地方

但他们出生多久以前

Cuk和他的团队使用美国宇航局卡西尼号任务的结果来帮助回答这个问题

卡西尼号太空船观测到土星卫星土卫二上的冰间歇泉

假设这些间歇泉的能量直接来自潮汐相互作用,而土卫二的地热活动水平或多或少是恒定的,那么土星内的潮汐就相当强烈

根据该团队的分析,这些将使卫星在模拟中指示的少量移动仅仅大约1亿年

这可以追溯到土星的主要卫星的形成,除了更远的土卫六和土卫八,到相对最近的白垩纪时期,恐龙时代

“所以问题出现了,是什么原因造成了内卫最近的诞生

”Cuk问道

“我们最好的猜测是,土星之前有过类似的卫星集合,但它们的轨道受到一种特殊的轨道共振的干扰,这种共振涉及土星围绕太阳的运动

最终,相邻卫星的轨道交叉,这些物体相撞

从这个碎石中,形成了现在的卫星和戒指

“如果这个结果是正确的,土星的亮环可能比恐龙的鼎盛时期更年轻,我们很幸运今天见证它们

该研究正在“天体物理学杂志”上发表

PDF研究复制:土星卫星晚期形成的动力学证据来源:SETI研究所

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