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1659年 土星有光环

克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,1629—1695)乔凡尼·多米尼克·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini,1625—1712)詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831—1879)

上图:哈勃空间望远镜在1996年(下方)—2000年(上方)拍摄的土星照片,几乎完全侧向的土星光环慢慢变为倾角很大的土星光环。下图:1659年惠更斯绘制的土星和土星光环。

土星(约公元前45亿年),第一代天文望远镜(1608年),伽利略的《星际信使》(1610年),木卫三(1610年),柯克伍德缺口(1857年),旅行者号交会土星(1980年,1981年),卡西尼号探索土星(2004年)

1610年伽利略最先用望远镜洞悉的奇观之一是土星。通过他的天文望远镜,土星呈现出两侧分别带有两个明亮斑点的圆盘,伽利略称之为“耳朵”。但这些特征的本质,在伽利略的有生之年,始终没有得到解释。

1659年,荷兰天文学家惠更斯用他更强大的望远镜观测土星,他成为第一个认出土星耳朵是围绕土星的光环的人。1675年,意大利法国数学家和天文学家卡西尼发现土星光环中有一个暗缝(现在称为卡西尼缝),他认为土星光环实际上是一系列更窄的、分离的环的集合。天文学家和数学家认为光环是固体的盘,直到苏格兰物理学家麦克斯韦尔提出假设,光环是大量单独的颗粒而不是一整块固体盘,因为整块的盘被引力和向心力撕碎。

旅行者1号和2号在20世纪80年代飞越土星时确认了麦克斯韦的假设。在卡西尼号探测器的帮助下,我们已经发现土星光环的结构很复杂,包含几千条独立的、由无数颗粒组成的小环,这些颗粒小如尘埃大到直径几十米,几乎含有纯粹的水冰,和少量的硅化尘埃杂质和简单的有机分子。主环宽达28万公里,但还不到100米厚。环与环之间的暗缝并不是真的缝隙,而是环上围绕土星的小卫星的引力作用清空了微小的颗粒。行星科学家争论土星光环的起源和年龄,它们是原始的还是年轻的?它们是形成于几亿年前的一颗冰质卫星的碎片吗?■