傾斜的土星和土星環。圖片來源：Shutterstock/Johan Swanepoel

傾斜的土星和土星環可能都源自一顆被撕裂的衛星。研究人員利用美國宇航局卡西尼號太空探測器的資料進行了模擬，發現土衛六和土衛八之間的一顆衛星在2億到1億年前被摧毀，從而可以解釋兩個長期存在的謎團。相關論文9月15日發表於《科學》。

土星的軸相對於其軌道平面傾斜了約27度，其傾斜度隨時間推移在緩慢變化。這一現象被稱為旋進，就像桌子上旋轉的陀螺一樣。土星旋進的速率幾乎與海王星完全相同，因此天文學家認為二者可以耦合在一起，稱為共振。

如果是這樣的話，很有可能土星最大的衛星——土衛六的運動加上共振，能夠將土星拉到自己這一邊。

然而，美國麻省理工學院的Jack Wisdom和同事研究卡西尼號的資料後發現，土星剛好在這個共振區之外，這可能表明它在最近被推出了共振區。他們還發現，根據土衛六目前的運動規律，如果土星之前在共振區中，現在會傾斜36度左右。

他們表示，這兩個發現都可以透過一顆額外的衛星加以解釋，這顆衛星曾經圍繞土星執行，然後被摧毀或丟擲系統，並將土星推離出共振區，同時使其恢復直立狀態。

沒有參與這項工作的康奈爾大學Maryame El Moutamid說：“當發生這樣的事件時，整個系統都會震動，並使土星重新傾斜。”

如果這顆額外的衛星被摧毀，其留下的碎片可能會成為土星環。這讓研究人員以毛毛蟲轉變成蝴蝶前的形態將其命名為“蝶蛹”。

“蝴蝶在蛹期一直處於休眠狀態，然後它會揭開自己的面紗，拍打翅膀。”Wisdom說，“同樣，這只是一個由冰構成的小衛星，當它被摧毀時，光環突然出現了。”

如果這一事件發生在2億到1億年前，就能解釋土星當前的傾斜、它與海王星的共振以及土星環的起源。研究人員對包括“蝶蛹”在內的土星系統進行了390次模擬，其中17次與現在看到的情況大致吻合。

但Moutamid說，這種解釋看起來不錯，卻很難得到證明。“很難驗證一個不太可能發生的事件，而且這裡有兩個不可能發生的事件同時發生。”

她也承認：“模擬顯示了一個很小的可能性，但這是不可忽略的。也許需要另一個航天器在非常接近土星的軌道上執行，以便進行詳細觀察，確定‘蝶蛹’是否確實存在。”

相關論文資訊：https：//doi。org/10。1126/Science。abn1234

【來源：北京科協】

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