2 月 20 日消息,天文学家最新研究提出新假说:土星最大的卫星“土卫六”(Titan)与著名的土星环,均起源于数亿年前卫星间的剧烈碰撞。相关成果发表在《行星科学杂志》(The Planetary Science Journal)上。
土星璀璨的光环与其最大的卫星土卫六(Titan)究竟从何而来?由 SETI 研究所科学家 Matija Ćuk 领导的团队通过计算机模拟提出,这两者可能拥有共同的暴力起源:土星卫星系统内部的一场大碰撞。
这项研究的线索源自 NASA“卡西尼号”探测器在任务末期传回的关键数据。数据显示,土星内部的质量分布比预期更集中,直接导致土星自转轴的“进动率”(Precession rate)变化,不再像科学家此前认为的那样与海王星匹配。
麻省理工学院和加州大学伯克利分校的研究人员此前曾据此推测,土星过去拥有一颗“额外卫星”,该卫星在与土卫六擦肩而过时被甩出轨道并解体,从而形成了土星环。
SETI 研究所的最新模拟修正了上述推测:这颗“额外卫星”并未被甩出,而是直接撞向了土卫六。研究指出,形状不规则且翻滚运行的土卫七(Hyperion)是关键证据。
模拟显示,土卫六与土卫七目前的轨道锁定关系仅形成于几亿年前,与“额外卫星”消失的时间吻合。模型认为,现代土卫六是由“原土卫六”吞噬了这颗额外卫星后形成的,而土卫七极有可能是那场毁灭性碰撞中飞溅出的碎片凝聚而成。
该假说认为这场大碰撞不仅重塑了土卫六,还引发了连锁反应,造就了今天的土星环。研究团队指出,合并后的土卫六质量大增且轨道变得更具椭圆性,其强大的引力扰动了更靠近土星的内部卫星群,导致它们脱离轨道并发生连环相撞。这些撞击产生的碎片大部分重新聚合成新卫星,而未能聚合的残骸则在约 1 亿年前形成了壮丽的土星环。
这一宏大的演化剧本有望在未来十年内得到验证。NASA 的“蜻蜓号”(Dragonfly)旋翼机计划于 2034 年登陆土卫六。届时,它将分析土卫六地表的化学成分与地质结构。
如果科学家能在其表面找到两颗卫星融合的化学指纹,或者发现地质年代与 5 亿年前的碰撞吻合,将直接证实土卫六是那场史前“太空车祸”的产物。
附上参考地址
Origin of Hyperion and Saturn's Rings in A Two-Stage Saturnian System Instability