卡西尼号传回最新土星环照片：土卫一似与土星环相撞

土星 · 2016-12-21 09:12:23

北京时间12月21日消息，据国外媒体报道，乍看上去，太空中好像发生了一次严重的事故：土卫一似乎径直撞上了土星环。不过用不着惊慌，这只是光线造成的幻觉而已。从NASA的卡西尼号探测器拍摄的照片来看，土卫一距土星环其实足足有4.5万公里之遥。

图1：乍看上去，太空中好像发生了一次严重的事故：土卫一似乎径直撞上了土星环。不过用不着惊慌，这只是光线造成的幻觉而已。　　“不过，土卫一和土星环之间确实存在紧密的联系。”NASA指出，“引力将它们联结在了一起，并改变了双方的运动方式。”土卫一（直径约396公里）的引力使土星环出现了一定的波动，这在一部分卡西尼拍摄的照片中有所体现。　　此外，土卫一的引力还对卡西尼缝（即土星A环和B环之间的缝隙）的形成起到了一定作用。这张照片由卡西尼号探测器的窄角照相机于2016年10月23日用绿光拍摄，图中为土卫一背对土星的一面。土卫一的北极位于图片上方，向右侧偏移15度。拍摄该照片时，卡西尼号距土卫一约18.3万公里，太阳、土卫一与卡西尼号构成的夹角为29度。照片中每像素直径为1公里。这组美得惊人的土星环图片是卡西尼号开始执行最后一次任务之后传回的最新一组照片。

图2：这张照片是在距土星环180万公里处拍摄的。由于光线在穿越土星大气层使发生了折射现象，土星环在照片中显得有些扭曲。　　从图片中可以看出，土星的A环和F环在与土星边缘相交时，发生了诡异的扭曲现象，这是由于土星的大气层起到了类似透镜的效果。“在土星的上半部分，火星大气吸收了一部分由土星环反射的光线。但不仅仅是这样。在光线从太空进入大气、再返回太空、进入卡西尼号的镜头过程中，光线的路径发生了折射现象，即出现了弯折。因此土星环在照片上就好像扭曲了一样。”　　这张照片从土星环平面上方拍摄，倾角为18度，图中为被阳光照亮的一侧土星环。该图摄于2016年6月9日，由卡西尼号窄角照相机在可见光下拍摄。拍摄这张照片时，卡西尼号距土星环约180万公里，太阳、火星环与卡西尼号构成的夹角约112度。每像素直径约11公里。　　在拍摄这张照片不久之前，卡西尼号刚刚传回一系列土星卫星组照。其中最近一张照片摄于2015年10月27日，由卡西尼号窄角照相机在绿光下拍摄。图片中，土卫十位于中间靠上的位置，土卫一则处于照片右侧。

其中最近一张照片摄于2015年10月27日，由卡西尼号窄角照相机在绿光下拍摄。图片中，土卫十位于中间靠上的位置，土卫一则处于照片右侧。　　“两颗卫星静静地待在土星环之外属于自己的轨道上。”NASA描述道。图片左侧可以看到土星环的最外层，从左至右分别是土卫十和土卫一。由于土卫十形状不规则，日夜分界线显得歪歪扭扭。而土卫一形状圆润，体积较大，因此日夜分界线较为平滑。这张照片拍摄于距土卫十约96.3万公里处，太阳、土卫十与卡西尼号构成的夹角为86度。每像素直径为5.8公里。此处距土卫一约110万公里，每像素直径6.6公里。　　此前由卡西尼号拍摄的照片显示，土星卫星的引力比土星小得多，但足以对构成土星环的微粒造成影响，因此不断改变着土星环的形状。土星F环的复杂构造就是在附近的土卫十六和土卫十九影响下形成的，一缕缕细流相互缠绕、交织。而即使到了今天，土星的卫星仍在不断改变着土星环的形状。从卡西尼号探测器发布的新照片中可以看出，土星卫星的引力究竟对土星环的形状产生了多大的影响。

这张照片由卡西尼号窄角照相机在可见光下拍摄。拍摄地点与土星环平面构成了12度倾角，距土星约230万公里，太阳、土星与卡西尼号构成的夹角为105度。图中为被阳光照亮的一侧土星环。红圈处为F环中直径较宽的部分。　　这张令人叹为观止的照片摄于今年2月21日，由卡西尼号窄角照相机在可见光下拍摄。土卫十六直径虽只有86公里，但它的引力不断影响着土星F环，最终将F环塑造成了今天的模样。它偶尔还会亲自进入土星环内部，把一部分物质清走，形成了一些“血块”般的构造。土星环主要由大量形状各异的水冰微粒构成。即使再微弱的引力，也能改变这些微粒的运行轨迹，从而影响土星环的形状。　　这张照片由卡西尼号窄角照相机在可见光下拍摄。拍摄地点与土星环平面构成了12度倾角，距土星约230万公里，太阳、土星与卡西尼号构成的夹角为105度。图中为被阳光照亮的一侧土星环。F环位于土星环的最外层，距离A环外侧约3000公里。它也许是太阳系中最活跃的一处环状结构，变化速度可以用小时来衡量。1979年，先驱者11号成像团队首次发现了它的存在。传统观点认为，分处其内外两侧的土卫十六和土卫十九共同维系着F环。但近期研究显示，也许只有土卫十六对其起到了约束作用。科学家认为，F环是土卫十六和土卫十九相撞时形成的。

如果地球的大小相当于网球，月球就只有弹子球那么大，而土星则相当于在沙滩上玩的充气皮球。虽然土星卫星的引力比土星小得多，但足以对构成土星环的微粒造成影响，因此不断改变着土星环的形状。

图片显示，两道土星环之间的卡西尼缝几乎和水星直径一样宽。这张照片摄于距土星120万公里处，太阳、土星与卡西尼号构成的夹角为76度。每像素直径为7公里。

卡西尼缝位于土星A环与B环之间，宽度约4000公里，接近水星直径。科学家认为它是在距土星最近的土卫一的影响下形成的。　　NASA上个月发布的另一张照片显示，土星环有着惊人的直径。该图从土星环平面上方倾角4度处拍摄，图中为被阳光照亮的一侧土星环。图片显示，两道土星环之间的卡西尼缝几乎和水星直径一样宽。卡西尼缝宽度约4800公里，科学家认为它是在土卫一的影响下形成的。　　卡西尼缝中的微粒围绕土星旋转的速度是土卫一公转速度的两倍，因此土卫一造成的引力干扰效果不断累积，最终使两道土星环之间出现了明显的分界，两侧的微粒都无法返回卡西尼缝中。这两道微粒分布最为密集的环分别为土星的A环和B环，中间由卡西尼缝隔开。　　卡西尼缝最初由乔凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）于1675年发现。他认为土星环并不是一个完整的大环，而是由几道更窄的环构成，每道环之间都有缝隙隔开。这张照片摄于距土星120万公里处，太阳、土星与卡西尼号构成的夹角为76度。每像素直径为7公里。卡西尼-惠更斯号任务是一次NASA、欧空局和意大利航天局合作开展的项目。

逆光拍摄时，大多数物体都显得很黯淡。但令人惊讶的是，土星环的一部分却显得愈加明亮了。不过，土星主环的一部分在逆光下显得较暗，尤其是微粒分布密集的B环。

这张组合图片是在自然光下拍摄的，拍摄角度位于土星环被光线照亮的一侧下方，倾角为10度。从左至右逐渐远离土星。图中可以看到土星C环、哥伦布缝（Colombo gap）和麦克斯韦缝（Maxwell gap）。D环位于C环左侧，只是太过黯淡、难以看清。

图为土星B环和惠更斯缝。土星环并不像从地球看过去那么实在，而是由无数大小各异的碎冰、碎石和尘埃构成的。在阳光照耀下，B环似乎比附近的A环和C环更为明亮。不过在逆光拍摄时，A环和C环就显得更明亮了。

图中可见卡西尼缝和土星A环（包含恩克缝（Encke gap）和基勒缝（Keeler gap））。卡西尼缝最初由乔凡尼·多美尼科·卡西尼于1675年发现。他认为土星环并不是一个完整的大环，而是由几道更窄的环构成，每道环之间都有缝隙隔开。所有土星环直径总共达6.57万公里。　　卡西尼号于2008年6月完成了首次为其四年的土星探索任务，并在2010年9月完成了首次名为“卡西尼春分任务”的延长任务。如今，该探测器将开展第二次名为“卡西尼夏至任务的”延长任务，届时将做出更多激动人心的重大发现。土星的夏至点为明年五月，此次任务也因此而得名。

卡西尼号于2008年6月完成了首次为其四年的土星探索任务，并在2010年9月完成了首次延长任务。如今，该探测器将开展第二次延长任务，届时将做出更多激动人心的重大发现。该任务预计将持续至明年9月。

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