土星环会在2025年消失?
土星环会在2025年消失?
土星是太阳系的第六颗行星,也是第二大行星,其环首次被发现是在1610年,由意大利天文学家伽利略发现。然而,当时伽利略并没有意识到这是环,他认为“土星两侧有类似耳朵的奇怪物体”。确认这是环的是大约半个世纪后的1655年,荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯。再过20年,意大利天文学家乔瓦尼·卡西尼发现土星的环不是一个而是多个。此后,环成为了土星的象征。
太阳系中最华丽的土星环将从2025年春天开始暂时消失。但它们并不是真的物理消失,而只是从我们的视野中消失。这是因为土星环的直线倾斜度与地球观察者的视线高度完全一致。
围绕土星赤道平面的环非常薄。最薄的地方只有大约10米。因此,如果从与环相同的高度看,环会像纸一样薄,变得不那么显眼。
土星的环被分成七个大的部分,从当前的地球视角看,它们倾斜9度。但是到了2025年,直线倾斜度将接近0度。这意味着我们将从环的侧面看它们。在这个时候,从地球上看,环将呈现为一条直线,因此很难识别。地球和土星大约每15年会接近这样的位置关系一次。
大约15年一次的周期
环以直线形状周期性出现,是因为地球和土星在公转轨道上的位置发生变化。地球的公转周期是1年,而土星是29.4年。
1995年和2009年也出现过这样的现象。这次将在2025年3月23日发生。环随后会再次变大,然后在2025年11月再次消失。之后,环将逐渐变得清晰,到2030年代初,它们将比现在更宽、更清晰。因此,至少在未来几年内,我们将很难有机会观察到比以往更好的环。
此外,土星的环有时会从下向上移动,有时会从上向下移动。它们每绕太阳转一圈就会上下摆动一次。这是由于地球以23.5度、土星以26.7度的倾斜状态绕轨道运行所产生的现象。
2025年的直线形状环是在从下向上移动的过程中形成的。当土星位于太阳后面时,我们可以看到它的南面;当它位于前面时,我们可以看到北面。但在这个时期,观测将非常困难,因为土星离太阳只有10度的距离。
要清晰地看到消失的环的土星,我们必须等到2038年。在这个时期,从2039年开始,将连续三次发生环平面通过现象。
2032年可以看到最漂亮的土星环
直线形状的环虽然降低了观察土星的乐趣,但它为发现土星的卫星提供了良好的环境,因为从环反射的光变弱了。包括泰坦、恩克拉多斯和米马斯在内的13颗卫星是在这种直线形状环的时期被发现的。
这个现象也是伽利略首次发现的。但他不知道原因。伽利略在1612年目睹了土星两侧类似耳朵的物体消失,并写道:“这是一个令人惊讶的事件,我不知道该如何描述这种完全出乎意料的事件。”
相反,能够充分欣赏环的美丽的机会也会周期性地出现。到了2032年,环将面向我们,我们可以清晰地看到从下向上的平坦环。
土星环会在几亿年后真正的物理性消失
然而,这种周期性的错觉现象预计不会永远持续下去。因为土星的环实际上正在物理性地逐渐消失。
由冰、尘埃和岩石组成的环,从距离土星表面7万公里的地方开始,一直延伸到最大28万公里的地方。构成环的粒子大小不一,从非常小的到轨道电车大小的都有。根据2019年的研究结果,构成土星环的粒子正被重力吸引,向土星表面下落,这被称为“土星环雨”。
天文学家们分析了土星探测器“卡西尼”收集的数据后预测,与有45亿年历史的土星相比,环的历史要年轻得多,始于4亿年前,可能在未来3亿到4亿年内消失。华丽的土星环已经过了其寿命的一半。
科学家们计算出,目前的土星环每秒最多会失去3吨冰粒子,这相当于每30分钟填满一个奥运会大小的游泳池的量。
虽然不像土星那么大,但木星、天王星和海王星也有环。科学家们推测,考虑到土星的例子,其他行星的环可能曾经和土星的环一样华丽。