卡西尼号显示土星的戒指不如他们出现的密集

土星的B环是主要环中最不透明的,在环形飞机未点亮的一侧拍摄的卡西尼号图像中几乎是黑色的(点击查看完整图像)美国宇航局卡西尼号航天器的新数据显示,环的密度差异很小土星可能看起来 - 就其不透明性和反射性而言 - 以及它们含有的材料量似乎直观的是,不透明材料应该包含比更多半透明物质更多的东西

例如,泥泞的水中含有更多的悬浮颗粒

相比之下,你可能会认为,在土星环中,更多的不透明区域比环看起来更透明的地方含有更多的材料集中但根据最近对环的研究,这种直觉并不总是适用使用美国国家航空航天局卡西尼号任务的数据在他们的分析中,科学家发现环之间的密集程度几乎没有相关性

它的不透明度和反射度 - 以及它所包含的材料数量新的结果涉及土星的B环,土星环中最亮和最不透明的环,并且与先前的研究一致,这些研究发现土星的其他主环具有相似的结果科学家发现虽然B环的不透明度在其宽度上有很大的变化,但质量 - 或材料的数量 - 在各地之间变化不大

它们首次“称量”了B环近乎不透明的中心 - 从技术上讲,他们在几个地方确定了它的质量密度 - 通过分析螺旋密度波这些是由重力牵引土星卫星环形粒子产生的精细环形特征,以及行星自身的引力每个波浪的结构直接取决于波浪所在环的部分质量“目前还不清楚具有相同数量材料的区域如何具有这种不同的opac它可能与单个颗粒的大小或密度有关,或者它可能与环的结构有关,“该研究的主要作者,莫斯科爱达荷大学的卡西尼参与科学家Matthew Hedman说

纽约州伊萨卡康奈尔大学的卡西尼联合调查员Phil Nicholson与Hedman共同撰写了“外表可以欺骗”的作品,Nicholson说道

“一个很好的类比是有雾的草地比游泳池更不透明,甚至虽然水池更密集,但含有更多的水“土星环的质量研究对它们的年龄具有重要意义一个质量较小的环比一个含有更多物质的环更快地演化,变得更加黯淡,来自陨石和其他宇宙来源的尘埃更多因此,B环的质量越小,它就越年轻 - 可能是几亿年而不是几十亿“通过称重'B环的核心'或者第一次,这项研究在我们寻求将土星戒指的年龄和起源拼凑起来方面迈出了有意义的一步,“加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的卡西尼项目科学家Linda Spilker说道

”戒指是如此壮观和敬畏 - 鼓舞人心,我们不可能抵制它们如何形成的神秘面纱“虽然我们太阳系中的所有巨行星(木星,土星,天王星和海王星)都有自己的环形系统,土星的明显不同解释土星的原因环是如此明亮和巨大是理解它们的形成和历史的重要挑战对于科学家来说,装在环的每个部分的材料密度是将它们的形成归因于物理过程的关键因素B环是土星中最明亮的在反射阳光下观察时的环形卡西尼复合红外光谱仪团队成员的早期研究表明可能存在这样的情况B环中的材料比研究人员想象的那样新的分析是第一个直接测量环中质量密度的分析,并证明了这种情况Hedman和Nicholson使用一种新技术来分析卡西尼的一系列观察数据

可见光和红外成像光谱仪,它通过环向明亮的恒星窥视通过组合多个观测,他们能够识别环中的螺旋密度波,这在个别测量中并不明显 分析还发现,B环的整体质量出乎意料地低了Hedman说,这是令人惊讶的,因为B环的某些部分比相邻的A环的不透明度高10倍,但是B环的重量可能是A环的质量只有两到三倍尽管Hedman和Nicholson发现质量很小,B环仍被认为含有土星环系统中的大部分材料尽管这项研究对环的质量有一些不确定性,但更精确土星环的总质量测量正在进行之前,卡西尼测量了土星的重力场,告诉科学家土星及其环的总质量2017年,卡西尼将通过在环内飞行来确定土星的质量

其使命的最后阶段两次测量之间的差异有望最终揭示环的真实质量研究的PDF副本:B环从隐藏密度波的表面质量密度:Les是不是满足于眼睛

资料来源:喷气推进实验室Preston Dyches

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