土星环形成之谜
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土星环形成之谜
美国宇航局的卡西尼号飞船拍摄的土星环图片。&如果说土星看起来像一顶“空中草帽”，那么它最好看的部分就是帽沿儿——土星环。行星有环并不稀有，在太阳系里，海王星、天王星、木星都有环，然而它们的环都没有土星环这般明亮、宏伟并且如此神奇。&最早观测土星环的科学家伽利略。&早在1610年，伽利略是第一位使用望远镜看见土星环的人，但是他未能辨认出是环，认为它是土星的“耳朵”。他在写给托斯卡纳...
美国宇航局的卡西尼号飞船拍摄的土星环图片。
如果说土星看起来像一顶“空中草帽”，那么它最好看的部分就是帽沿儿——土星环。行星有环并不稀有，在太阳系里，海王星、天王星、木星都有环，然而它们的环都没有土星环这般明亮、宏伟并且如此神奇。
最早观测土星环的科学家伽利略。
早在1610年，伽利略是第一位使用望远镜看见土星环的人，但是他未能辨认出是环，认为它是土星的“耳朵”。他在写给托斯卡纳大公的信上说到：“土星不是单一的个体，它由三个部分组成，这些部分几乎都互相接触着，彼此间没有相对的运动，它们的连线是与黄道平行的，中央的部分（土星本体）大约是两侧的三倍大。”1612年，土星环以侧面朝向地球，因此看起来似乎消失不见了，他因此感到困惑不解，“是土星吞掉了它的孩子？”（希腊神话中，神为了防止他们的子孙造反夺权，会吃掉自己的孩子）然而1613年他又看见了环，这使他更加困惑。
直到1655年克里斯蒂安·惠更斯使用了比伽利略更先进的望远镜，才观测到完整的土星环。但土星有环的说法直到1665年才被天文学家接受。
土星环由大小不等的碎块颗粒组成，大小相差悬殊。
2007年初，美国“卡西尼”号土星探测器运行到一个可以俯视整个土星环的轨道平面上，发回的照片展示了土星环整个环系的全貌。它环环相连，仿佛一圈圈色彩亮丽的跑道环绕着巨大的土星，更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成，大小相差悬殊，大的可达几十米，小的不过几厘米或者更小。它们外包一层冰壳，由于太阳光的照射，形成了动人的明亮光环。
这条光环究竟是如何形成的？这长期以来是天文学家努力研究的热点问题。2010年12月《自然》杂志发表文章说，几百万年前，一颗卫星在土星引力作用下与包围土星的大气相撞。随后，土星吸住“死星”外围冰块，最终形成了美丽的光环。
土星环从内向外可以分成D、C、B、A等七个同心圆环。
此前，人们认为，土星光环是它的卫星彼此相撞或者是外来星云与土星相撞的结果，不过近年来天文学家发现，土星光环主要由冰构成（95%）。因此，它很可能是一颗“冰壳卫星”与土星外围物质相撞后的结果。
（撰文、供图/刘威图片来源/NASA）
节选自《DEEP中国科学探险》2013年第5期
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1.75亿学生的选择
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1.75亿学生的选择
土星周围的环状物是怎么形成的?为啥是一个从上面看是圆的,从前面看是一条直线的样子,好像是呼啦圈…
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1.75亿学生的选择
1610年,意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物.1659年,荷兰学者惠更斯证认出这是离开本体的光环.1675年意大利天文学家卡西尼,发现土星光环中间有一条暗缝,后称卡西尼环缝.他还猜测,光环是由无数小颗粒构成.两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测.但在这二百年间,土星环通常被看做是一个或几个扁平的固体物质盘.直到1856年,英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统.　　土星环位于土星的赤道面上.在空间探测以前,从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）.B环既宽又亮,它的内侧是C环,外侧是A环.A环和B环之间为宽约5,000公里的卡西尼缝,它是天文学家卡西尼在1675年发现的.B环的内半径 91,500公里,外半径116,500公里,宽度是25,000公里,可以并排安放两个地球.A环的内半径121,500公里,外半径137,000公里,宽度15,500公里.C环很暗,它从B环的内边缘一直延伸到离土星表面只有12,000公里处,宽度约19,000公里.1969年在C环内侧发现了更暗的D环,它几乎触及土星表面
旅行者2号1981年拍摄的土星照片.在A环外侧还有一个E环,由非常稀疏的物质碎片构成,延伸在五、六个土星半径以外.1979年9月,“先驱者” 11号探测到两个新环──F环和G环.F环很窄,宽度不到800公里,离土星中心的距离为2.33个土星半径,正好在A环的外侧.G环离土星很远,展布在离土星中心大约10～15个土星半径间的广阔地带.“先驱者”11号还测定了A环、B环、C环和卡西尼缝的位置、宽度,其结果同地面观测相差不大.“先驱者”11号的紫外辉光观测发现,在土星的可见环周围有巨大的氢云.环本身是氢云的源.　　除了A环、B环、C 环以外的其他环都很暗弱.土星的赤道面与轨道面的倾角较大,从地球上看,土星呈现出南北方向的摆动,这就造成了土星环形状的周期变化.仔细观测发现,土星环内除卡西尼缝以外,还有若干条缝,它们是质点密度较小的区域,但大多不完整且具有暂时性.只有A环中的恩克缝是永久性的,不过,环缝也不完整.科学家认为这些环缝都是土星卫星的引力共振造成的,犹如木星的巨大引力摄动造成小行星带中的柯克伍德缝一样.“先驱者”11号在A环与F环之间发现一个新的环缝,称为“先驱者缝”,还测得恩克缝的宽度为876公里.由观测阐明土星环的本质,要归功于美国天文学家基勒,他在1895年从土星环的反射光的多普勒频移发现土星环不是固体盘,而是以独立轨道绕土星旋转的大群质点.土星环掩星并没有把被掩的星光完全挡住,这也说明土星环是由分离质点构成的.1972年从土星环反射的雷达回波得知,环的质点是直径介于4到30厘米之间的冰块.　　探测器传回的土星照片让科学家非常吃惊,在近处所看到的土星环,竟然是碎石块和冰块一大片,使人眼花缭乱,它们的直径从几厘米到几十厘米不等,只有少量的超过1米或者更大.土星周围的环平面内有数百条到数千条环,大小不等,形状各异.大部分环是对称地绕土星转的,也有不对称的,有完整的、比较完整的、残缺不全的.环的形状有锯齿形的,有辐射状的.令科学家迷惑不解的是,有的环好像是由几股细绳松散的搓成的粗绳一样,或者说像姑娘们的发辫那样相互扭结在一起.辐射状的环更是令科学家大开了眼界而又伤透了脑筋,组成环的物质就象车轮那样,步调整齐的绕着土星转,这样岂不要求那些离的越远的碎石块和冰块运动的速度越快吗?这显然违背了目前已经掌握的物质运动定律.那么,这是一个什么样的规律在起作用呢?目前仍在探索中.　　美国航空航天局(NASA)的科学家近日（日新闻）发现土星周围存在一个“隐形”的巨大光环(如图),这个光环可以容纳10亿个地球.NASA喷气推
土星新发现光环进实验室称,该光环平面与土星主光环面成27度倾角,该光环内侧距离土星约595万公里,宽度约1190万公里.它的直径相当于300倍土星的直径.可容纳10亿个地球.光环由冰和尘埃微粒组成,它们之间的距离如此之大,即使你站在光环上也看不清楚.另外,土星照射到的太阳光线很少,光环反射出的可见光更少,令它难以被发现.组成光环的尘埃温度很低,仅有零下193℃,但却散发出热辐射.NASA斯皮策太空望远镜正是捕捉到这些热辐射,才发现了这个巨大的光环.　　土星卫星“菲比”的轨道穿越该光环.科学家们认为,光环内的冰和尘埃来自于菲比与彗星的碰撞.光环的发现可能有助于解释关于土星另一卫星土卫八的一个古老而神秘的问题.天文学家卡西尼1671年首次发现土卫八,称这个星球一面黑一面白,就像太极符号一样.新发现的光环旋转轨道与土卫八相反.科学家们推测,光环内的尘埃飞溅到土卫八表面上,形成了黑色区域.“长久以来,航天学者一直认为菲比与土卫八表面之上的黑色物质之间存在某种联系,新发现的光环为此提供了令人信服的证据.”新光环的发现者之一、马里兰大学专家道格拉斯·汉密尔顿说.　　土星内部也与木星相似,有一个岩石构成的核心.核的外面是5000公里厚的冰层和8000公里的金属氢组成的壳层,最外面被色彩斑斓的云带包围着.土星的大气运动比较平静,表面温度很低,约为零下140摄氏度.　　土星以平均每秒9.64公里的速度斜着身子绕太阳公转,其轨道半径约为14亿公里,公转速度较慢,绕太阳一周需29.5年,可是它的自转很快,赤道上的自转周期是10小时14分钟.
（问度娘的复制党···）
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天文学的基本知识注:本文从网上查阅、编摘,从天文学的课本抄摘,从好多天文学网站和天文爱好者的博客和论坛中抄摘,再结合在一起编辑而成。之敢于说原创和编辑,是因为天文学的知识我是第一个用提问的方式(或说问答的形式)来写的,而且按照人们喜欢的常识问题来排列和编断,以后有机会再加些内容,我好多本天文书还没看完,有些看完也没时间来编进来,因为兴趣多啊。宇宙是如何形成的?1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少?宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星?在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。太阳和地球的年龄?据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年,而通过放射性计年,地球的年龄是45亿年,因此太阳的年龄是45.1亿年。银河系简介?是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于亿公里。。中间最厚的部分约光年。银河系整体作较差自转,太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。银河系如何运转?太阳绕银河系公转是多少年?银河系的年龄是多少?银河系是一个巨型旋涡星系，Sb型，共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。太阳距银心约2.3万光年，以250千米/秒的速度绕银心运转，运转的周期约为2.5亿年。关于银河系的年龄，目前占主流的观点认为，银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了，用这种方法计算出，我们银河系的年龄大概在145亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生...什么叫星系?宇宙有多少个星系和恒星?天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙结构中的一个层次，从宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的层次。宇宙中有1000亿～2000亿个像银河系这样的星系。如果银河系的恒星数量以最低的2000亿(有人推算是10000亿)颗计算，由此推算出的宇宙中的恒星数量为2×22颗，即20万亿亿～40万亿亿颗(也有人推出800万亿亿～5000万亿亿)。银河系有多少颗恒
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