研究人員表示，這場(chǎng)碰撞可能也是土星標(biāo)志性光環(huán)的成因。

在太陽(yáng)系的行星中，土星以其獨(dú)特的光環(huán)和驚人的274顆衛(wèi)星數(shù)量激發(fā)著人類的想象。但一項(xiàng)引人注目的新研究重燃了一個(gè)理論：一場(chǎng)遠(yuǎn)古碰撞塑造了土星如今的形態(tài)——尤其是其最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六。

這項(xiàng)獲《行星科學(xué)雜志》接收待發(fā)表的研究，探討了一個(gè)眾所周知的謎團(tuán)：土星環(huán)異常年輕的年齡以及土衛(wèi)六軌道的奇特之處。由SETI研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)考慮了一種可能性：土衛(wèi)六誕生于兩顆衛(wèi)星的碰撞，而這次撞擊隨后導(dǎo)致了土星年輕光環(huán)的形成。該論文目前作為預(yù)印本發(fā)布在arXiv上。

卡西尼號(hào)遺留的未解之謎

人類首次近距離觀察這顆太陽(yáng)系第六行星，源自1979年美國(guó)宇航局先驅(qū)者11號(hào)探測(cè)器。幾年后，旅行者1號(hào)和2號(hào)也相繼飛掠。

但真正讓土星清晰呈現(xiàn)在人類眼前的是卡西尼號(hào)。這顆探測(cè)器長(zhǎng)達(dá)13年的任務(wù)收集了關(guān)于土星、其光環(huán)及其衛(wèi)星的寶貴數(shù)據(jù)，供地面科學(xué)家細(xì)細(xì)剖析。

然而，卡西尼發(fā)回的部分?jǐn)?shù)據(jù)挑戰(zhàn)了天文學(xué)家的一些長(zhǎng)期認(rèn)知。例如，土星眾多衛(wèi)星中有幾顆擁有奇特、不對(duì)稱的軌道，與方程式并不完全吻合。土星環(huán)的年齡也比預(yù)期年輕得多。

此外，土星內(nèi)部質(zhì)量在中心處的集中程度遠(yuǎn)超天文學(xué)家所想，這表明圍繞土星軌道行為的科學(xué)共識(shí)存在認(rèn)知缺口。

一次大膽的假設(shè)

2022年，一組天文學(xué)家提出，如果土星在大約1億年前——即其年輕光環(huán)據(jù)信形成的時(shí)期——失去了一顆衛(wèi)星，這些矛盾或許就說(shuō)得通了。最新研究對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行了檢驗(yàn)，利用計(jì)算機(jī)模擬檢查是否存在一顆額外的衛(wèi)星，它曾足夠靠近土星，從而形成光環(huán)。

研究團(tuán)隊(duì)在論文中指出，當(dāng)然，這種碰撞的影響必須與現(xiàn)今土星衛(wèi)星的分布和特征相符。據(jù)此，研究中一個(gè)持續(xù)出現(xiàn)的模擬異常現(xiàn)象為研究人員提供了良好的切入點(diǎn)。

"土衛(wèi)七是土星主要衛(wèi)星中最小的一個(gè)，它為我們提供了關(guān)于該衛(wèi)星系統(tǒng)歷史的最重要線索，"該研究的主要作者、SETI研究所研究員馬蒂亞·丘克在一份聲明中表示。

具體來(lái)說(shuō)，添加一顆不穩(wěn)定的額外衛(wèi)星會(huì)反復(fù)導(dǎo)致我們已知真實(shí)存在的土衛(wèi)七從模擬中消失，這讓研究人員意識(shí)到情況有異。團(tuán)隊(duì)還注意到，土衛(wèi)七的軌道與土衛(wèi)六的軌道相互鎖定，但這種軌道鎖定可能也只持續(xù)了幾百年左右。

不是一顆，而是兩顆

團(tuán)隊(duì)最終得出了一個(gè)可能的情景：如果早先存在的不是一顆，而是兩顆衛(wèi)星呢？如果一顆所謂的"原土衛(wèi)六"與一顆較小的"原土衛(wèi)七"合并，這將解釋土衛(wèi)六表面普遍缺乏撞擊坑的現(xiàn)象。研究人員補(bǔ)充說(shuō)，如果在合并前，一個(gè)較小的天體擾動(dòng)了土衛(wèi)六的軌道，那么土衛(wèi)六擁有偏心軌道也就說(shuō)得通了。

隨后，土衛(wèi)六合并事件附近的碎片可能聚集形成了土衛(wèi)七——一顆不對(duì)稱、表面凹凸不平的衛(wèi)星，其外觀或許正配得上這樣一個(gè)狂野不尋常的起源故事。

至于土星環(huán)，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)六的偏心軌道遠(yuǎn)比預(yù)期更頻繁地導(dǎo)致土星內(nèi)側(cè)衛(wèi)星軌道失穩(wěn)。這將使較小衛(wèi)星的軌道失穩(wěn)，迫使它們走上極端軌道，最終引發(fā)大規(guī)模碰撞，形成光環(huán)。

盡管如此，研究團(tuán)隊(duì)如今正寄希望于美國(guó)宇航局的蜻蜓號(hào)任務(wù)，該任務(wù)將于2034年抵達(dá)土衛(wèi)六，以深入探究這一謎團(tuán)。他們表示，由于新研究主要側(cè)重于模擬，蜻蜓號(hào)帶來(lái)的全新數(shù)據(jù)將使他們能夠?qū)@項(xiàng)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。

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