为什么土星环从人们的视野中消失了？

就行星而言，没有比土星更具标志性的了：一个巨大的金球，周围环绕着巨大的圆环。

在太阳系中没有其他任何东西能与之相媲美。

现在，很难在天空中看到土星。它看起来离太阳很近，所以只有在日出之前才能看到。


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土星环去哪儿了？！听听 Lab Notes 找出它们似乎消失的原因。

但是，如果你真的设法通过后院的望远镜观察土星，你会看到一个淡黄色的球体，也许是几颗卫星——但没有光环。

他们似乎已经消失了。

那么，为什么土星著名的光环目前不可见，它们什么时候会再次出现呢？

土星环从何而来？
自从伽利略在 1610 年通过望远镜观察并发现土星两侧的凸起以来，天文学家就一直对土星宏伟的光环着迷。

他怀疑它们是卫星，但不确定。

近 50 年后，荷兰数学家和物理学家克里斯蒂安·惠更斯 （Christiaan Huygens） 宣布这些凸起实际上是环。

从那时起，更好的望远镜和太空任务提供了有关光环的大量信息。

The planet Saturn, with yellow and orange stripes, surrounded by rings.
更熟悉的土星视图，展示了其独特的环系统。 （提供：NASA/ESA/STScI/Amy Simon （NASA-GSFC））

悉尼大学（University of Sydney）的天文学家劳拉·德里森（Laura Driessen）说，有七组“组”光环，按照它们被发现的顺序标记为A到G。

“这些冰环主要由水冰制成，这些冰块可以由一粒沙子组成，大小可达一座山的大小。

“这些环中还有一些灰尘和小块岩石。”

天文学家知道至少一个光环来自哪里。弥漫的外 E 环由来自土星卫星土卫二的冰粒组成，可能是从月球南极喷洒而来的。

Saturn backlit by the Sun showing its various rings in different colours.
这张背光土星图像是根据卡西尼号宇宙飞船在 2013 年拍摄的图像创建的。 （提供：NASA/JPL-Caltech/SSI）

其他光环究竟是如何形成的是一个谜，但有一种理论是，在过去某个时候，卫星或大型彗星离土星太近，并被它的引力撕裂了。

至于这是什么时候发生的，也是个谜。一些估计认为这些光环的年龄约为 2 亿年，而另一些估计则表明它们要古老得多——接近 40 亿年。

然后，在数百万年的时间里，土星的自转将这些卫星或彗星碎片赶进了我们今天看到的光环中。

“你可以想象这就像水流进下水道。你最终会得到一个平坦的漩涡，“Driessen 博士说。

而且这些环非常平坦。它们的厚度可能只有 10 米，但可以延伸到 280,000 公里的太空中。

为什么土星环“消失”了？
土星环的消失行为归结为这颗气态巨行星在其轴上倾斜了 26.7 度，类似于地球的倾斜 23.5 度。

土星环特写中的“螺旋桨、波浪和斑点”
图示土星光环Saturn's rings
土星的光环是条纹、斑点纹理和其他奇怪特征的复杂组合，似乎是由土星的卫星雕刻而成的。

这意味着，当行星围绕太阳旋转，围绕其倾斜的轴旋转时，我们在土星轨道的不同点看到的视图略有不同。

有时我们看到北半球的更多区域，因此我们从它们的顶部观察光环。其他时候，我们看到更多的南半球，并看到光环的底面。

偶尔 — 就像现在一样 — 我们可以看到完美的圆环侧面视图。

这被称为“环面穿越”，大约每 15 年发生一次。

戒指什么时候会重新出现？
哈勃等太空望远镜仍然可以在环面穿越期间看到土星环——但只能看到横跨地球的一条细线。

对于后院的观星者来说，这些光环已经从地球的视野中缩小了很长一段时间，并且已经有几个月没有通过后院望远镜看到了。

Driessen 博士说，土星的倾斜将在今年 11 月左右开始显示更多光环的表面，但地球上较小的望远镜还需要几个月的时间才能再次看到它们。

"因此，从 2026 年年中到 2027 年，土星将再次成为它壮观的自己。"
伽利略不仅是第一个看到土星环的人，还无意中看到了第一个环平面穿越。

1612 年，在他第一次观测土星两年后，他注意到这颗行星的“凸起”已经消失，然后在几年后重新出现。

通常是看卫星的好时机
没有土星光环的眩光，天文学家可以更好地观察这颗行星的其他特征，例如它的数百颗卫星。

在惠更斯在 17 世纪中叶和 1980 年的观测之间，天文学家在环面穿越期间发现了 13 颗土星卫星。

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这个环状平面交叉时，恰逢土星在天空中的位置靠近太阳，因此很难看到这颗行星，更不用说它周围的卫星了。

但是，在下一次环面穿越期间，土星不会靠近太阳，这将发生在 2038 年，这颗看似没有环的行星应该可以通过望远镜看到。

虽然土星环在这种时候显然会消失，但总有一天它们会真正消失。

Driessen 博士说，随着光环中的物质减慢速度，它会落入行星中。

“每天，一个奥林匹克规格的游泳池基本上融化的水环落在土星上。

“我们认为土星环将再存在大约 4 亿年。”