探索土星光环
在NASA卡西尼探测器“大结局”任务期间，探测器飞掠土星和其光环之间。通过这一过程，它收集了关于这颗被光环环绕的行星的新见解，包括土星光环令人惊讶的年龄。根据一项新研究，科学家们发现土星光环实际上比土星本身年轻得多。而且它们很可能形成于过去一亿年内。
在飞掠土星和其光环之间之前，卡西尼探测器在外轨道上绕土星运行。这使得它难以将光环的引力效应与土星本身的引力区分开来，也因此难以确定光环的质量。科学家们曾推测土星光环的质量与其年龄直接相关，所以这个答案直到卡西尼任务的最后阶段才得以揭晓。
当探测器飞掠土星和其光环之间时，研究人员监测了探测器与地球之间的无线电信号。根据该研究的作者、罗马萨皮恩扎大学的Luciano Iess的说法，这使得团队能够准确测量土星周围的引力场，而不会受到光环引力效应的干扰。
并且，在发现光环质量相当低之后，他们得出了结论，即土星光环只有1000万至1亿年的历史。这远比土星本身年轻，后者估计已有45亿年的历史。“旅行者号和卡西尼号的测量已经有一些迹象表明光环并非与土星同时形成，”Iess说。“但现在我们有了更确凿的证据，这只有在任务的最后阶段才能获得。”
土星的奥秘
现在，尽管这些结果揭示了土星光环的年龄，但它们并没有解释光环为何以及如何如此近期形成。“像碰撞这样的灾难性事件在我看来是最显而易见的解释，但其中也可能存在问题，”Iess说。“光环的起源必须放在土星系统动力学的更广阔背景下考虑。有些同事认为土星的内层卫星也很年轻，并且它们正在向内迁移。”
除了揭示土星光环的年龄外，在卡西尼探测器近距离飞掠期间进行的引力测量还使研究团队能够发现更多关于土星内部气态结构的信息。土星主要由氢和氦组成，拥有一个奇特的大气层。其大气层外层比内层旋转得更快。利用这些新数据，研究团队确定了外层比内层快多少速度旋转。他们还发现，在约9000至10000公里（5592至6214英里）的深度处，土星开始均匀旋转。
这项新研究还揭示了土星核心的大小。由重元素组成，研究团队发现土星核心的质量约为地球的15至18倍，占土星总质量的15%。根据Iess的说法，这一发现可以使研究人员更好地了解土星及其卫星的形成。
这项研究已发表在《Science》杂志上。
