NASA認為土星的星環很年輕可能會在幾億年內消失

　　美國宇航局的卡西尼任務數據表明，土星環很年輕，可能只有幾億年的歷史，并可能在類似的時間范圍內消失。星環的質量、純度和碎片積累率表明它們的年齡相對較小，壽命較短。有兩項研究表明，星環形成的時間相對較短，并且正在迅速失去質量，而第三項研究則預測它們將在未來幾億年內消失。

　　這是卡西尼號在2010年1月2日從圍繞土星的軌道上看到的。在這張圖片中，土星夜間一側的星環被大幅提亮，以更清楚地顯示其特征。在白天，星環被直接的陽光和土星云頂的反射光照亮。這個自然色的視圖是由卡西尼號航天器的窄角相機在離土星大約140萬英里（230萬公里）的地方用可見光拍攝的圖像合成的。卡西尼號航天器于2017年9月15日結束其任務。資料來源：ASA/JPL-Caltech/空間科學研究所

　　雖然沒有人能夠看到沒有星環的土星，但在恐龍時代，這顆行星可能還沒有獲得其標志性的配件，同時，未來的地球居民可能再次知道一個沒有星環的世界。

　　位于加州硅谷的美國宇航局艾姆斯研究中心的科學家們最近進行了三項研究，考察了美國宇航局卡西尼號任務的數據，并提供了土星環既年輕又短暫的證據--當然，這是從天文學角度來計算。

　　新的研究著眼于星環的質量，它們的"純度"，進入的碎片增加的速度，以及這如何影響到星環隨時間變化的方式。把這些因素放在一起，人們就可以更好地了解它們已經存在了多長時間，以及它們還剩下多少時間。

　　盡管四顆巨行星都有星環系統，但土星的星環是迄今為止最龐大和最令人印象深刻的。科學家們正試圖通過研究環是如何形成的以及它們是如何隨時間演變的來了解原因。美國宇航局的研究人員和他們的合作伙伴最近的三項研究提供了證據，表明土星環是土星上最近增加的，它們可能只持續幾億年。資料來源：NASA/JPL-Caltech/空間科學研究所

　　這些星環幾乎完全是純冰。它們的質量中只有不到百分之幾是來自微流星體的非冰"污染"，例如比沙粒小的小行星碎片。這些碎片不斷地與星環顆粒相撞，并為環繞行星的物質提供了碎片。星環的年齡一直難以確定，因為科學家還沒有對這種轟擊進行量化，以計算它必須持續多久。

　　現在，三項新研究中的一項[1]對非冰雪物質的總到達率有了更好的概念，因此，自星環形成以來，它應該"污染"了多少。這項由科羅拉多大學博爾德分校領導的研究還表明，微流星體進入的速度并不像科學家們想象的那樣快，這意味著土星的引力可以更有效地將這些物質拉入星環。這些證據加在一起，說明星環暴露在這種宇宙冰雹中的時間不可能超過幾億年--這只是土星和太陽系46億年年齡中的一小部分。

　　支持這一結論的是由印第安納大學領導的第二篇論文[2]，它從不同的角度探討了微小的太空巖石對星環的持續打擊。該研究的作者們發現了兩件在研究中基本被忽視的事情。具體來說，他們正在研究支配星環長期演變的物理學，并發現兩個重要因素是微流星體的轟擊和這些碰撞產生的碎片在星環內的分布方式。考慮到這些因素，環可能在短短幾億年內就達到了目前的質量。這些結果還表明，由于它們如此年輕，它們很可能是在土星系統內不穩定的引力摧毀其一些冰冷的衛星時形成的。

　　"土星標志性的主環可能是我們太陽系最近的一個特征，這一觀點一直存在爭議，"埃姆斯的研究員、最近一篇論文的共同作者Jeff Cuzzi說，"但是我們的新結果完成了卡西尼號測量的三部曲，使得這一發現難以避免。"Cuzzi還擔任了卡西尼任務中負責土星環的跨學科科學家。

　　那么，土星在采用其目前的外觀之前可能已經存在了40多億年。但是，它還能指望擁有我們今天所知的美麗星環多久呢？

　　卡西尼號任務發現，隨著最內部區域的物質落入行星，星環的質量正在迅速流失。第三篇論文也是由印第安納大學領導的，首次量化了星環物質向這個方向漂移的速度--流星體再次扮演了一個角色。它們與現有的星環顆粒的碰撞，以及由此產生的碎片被向外拋出的方式，共同形成了一種傳送帶式的運動，將星環物質帶向土星。通過計算所有這些推搡的顆粒對于它們最終消失在行星中意味著什么，研究人員得出了一些關于土星的艱難消息：它可能在未來幾億年內失去它的環。

　　"這些結果告訴我們，所有這些外來碎片的不斷轟擊不僅污染了行星環，它還應該隨著時間的推移使它們變小，"埃姆斯的研究員和所有三項研究的共同作者保羅-埃斯特拉達說。"也許天王星和海王星的小而暗的星環就是這一過程的結果。那么，土星的星環相對厚重和冰冷，是它們年輕的標志。"

　　年輕的星環，但又是相對短命的。不過，人類不必為它們的最終消亡感到悲哀，而是可以為自己是一個出生在土星被打扮得漂漂亮亮的時代的物種而感到慶幸，這是一個供我們觀賞和研究的行星時尚標志。