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土星和木星环上刻录的彗星碰撞历史

了解彗星如何影响行星环,作为宇宙事件的历史记录,并塑造我们对太阳系的理解。

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新闻摘要:天文学家通过观察土星和木星行星环中奇特的起伏,发现罪魁祸首是彗星。这一发现意味着行星环充当了过往彗星的历史记录,可能有助于更好地了解彗星的数量。“我们现在知道,撞击行星环的事件非常普遍——木星每十年发生几次,土星每世纪发生几次,”

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来自加州山景城SETI研究所的Mark Showalter告诉《每日邮报》。

“现在科学家们知道,行星环像黑胶唱片的刻槽一样记录着这些撞击,我们可以回放它们过去的事件。”

运作方式:

  • 当彗星经过行星环时,其高速碎片会撞击环物质,并“改变粒子轨道的倾角”,坏天文学家Phil Plait告诉我。“这就像宇宙霰弹枪的爆炸。”

  • 由于行星环粒子被击出原来的轨道,它们在绕行星运行时会上下摆动——这种现象在望远镜图像(见上方的动画)中看起来像池塘里的涟漪或波纹金属。

  • 这些粒子在缓慢地逐渐回到与行星赤道对齐的过程中上下起伏。随着土星的自转,离心力使得行星的赤道区域比两极质量更大。结果是土星的引力不是球形的,并随着时间的推移将错位的粒子拉回到赤道方向。

  • 通过观察土星和木星行星环的照片,天文学家能够利用数学模型回溯行星环扰动的过程,将木星的彗星撞击追溯到1994年(Shoemaker-Levy撞击时),将土星的撞击追溯到一个尚未知晓的、发生在1983年的彗星。

背景信息:

后续展望:了解行星环记录着彗星事件,为天文学家研究太阳系开辟了全新的途径。现在的目标之一是观察行星环的变化,判断彗星经过行星的频率,从而更好地了解外太阳系中彗星的数量。参考文献:M. M. Hedman, J. A. Burns, M. W. Evans, M. S. Tiscareno, and C. C. Porco. Saturn's Curiously Corrugated C Ring. Science, 2011; DOI: 10.1126/science.1202238 Mark R. Showalter, Matthew M. Hedman, and Joseph A. Burns. The Impact of Comet Shoemaker-Levy 9 Sends Ripples Through the Rings of Jupiter. Science, 2011; DOI: 10.1126/science.1202241

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