 周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏 周三 · 风月同天 | 周四 · 观测指南 周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索 原作：Nola Taylor Tillman 编译：盛衍钧 校对：艾宇熙 黄婧 牧夫校对组 编排：王璞 后台：胡永葳 李子琦 李鸣晨 原文链接： https://www.space.com/23235-rings-of-saturn.html 土星是太阳系的第六颗行星，由于其庞大而独特的环系统，一直是天文学家们最容易识别的目标之一。自从几个世纪前人类首次将手中的望远镜指向天空，土星环一直让观星者着迷。 恰好，今晚正是观测土星的最佳时机。 土星冲  图片来源：Stellarium软件，译者制 今天晚上，土星、地球、太阳将排成一线，土星位于与太阳相对的一面，即土星冲，也是观测土星的最佳时机。这是它表面尺寸最大的时候，也是它今年相对于地球的轨道上的最近点（约有13.2亿公里远），且整夜可见。土星将在太阳落山时升起，在今晚0点左右达到南部天空的最高点，在太阳升起时落下。它目前的亮度为+0.3等，只比与其颜色相似的冬季之星南河三（Procyon，即小犬座α）亮一点点。 那么，该如何观测土星呢？ 当然，你可以选择直接进行裸眼观测，不过那样的话，你只能看见一颗明亮的、闪耀着稳定光芒的金色星星，而不见土星环的踪影。若想看到美丽而壮观的环结构，你需要一个安装在固定三脚架上的高倍双筒望远镜，或者一个至少25倍的小型望远镜。越大、越高倍的望远镜越可以看到令人印象深刻的景象，而光圈越大、图像越清晰，可以看到的细节就越多。 即使是用小型望远镜，它的美丽优雅也足以令人惊叹。如果你用了6厘米望远镜，那么观测土星的最佳倍数大约是60倍。8厘米望远镜则可以试试75倍，15厘米的话也许150倍会是个不错的选择。 土星环的观测与研究 当伽利略在1610年第一次观察土星时，他认为土星环由一群数量巨大的土星卫星构成，它们分布在行星的各个方位。而在持续数年的观测中，他注意到土星环改变了形状甚至是消失了，这是由于它们相对于地球的倾角发生了改变。  这张来自卡西尼号探测器的图片中，在太阳的衬托下展现了土星不同环的位置，包括了最外侧的E环。 图片来源：NASA/JPL-Caltech/SSI 我们现在知道，伽利略在当时观察到的现象其实是“环平面交叉”。土星的赤道相对于它围绕太阳的轨道倾斜了27度——与地球的23度倾斜相似。当土星绕着太阳转时，首先是一个半球，然后是另一个半球向太阳倾斜。这种倾斜导致了季节的变化，就像我们的地球上有四季一样。当土星到达春分点时，它的赤道和环面直接与太阳在视线方向重合。阳光直射环的侧边，照不到环面上，环的精细结构很难被发现。土星环很宽，其跨度约有28万多公里，但多数地方只有约10米厚。 到了1655年，天文学家克里斯坦·惠更斯（Christaan Huygens）提出，这些奇怪的物体是固体的倾斜环，而在1660年，另一位天文学家则认为这些环是由小卫星组成的，这一见解在提出之后的近200年内都没有得到进一步证实。 直到现代，人类发射的先驱者11号探测器在1979年穿过了土星的环面。在20世纪80年代，旅行者1号和旅行者2号瞥见了该行星的环系统。 2004年，美国宇航局的卡西尼-惠更斯任务成为第一个进入土星轨道的航天任务，它不仅对土星并且对其环系统也进行了详细的观测。  从卡西尼号拍摄的这幅描绘了土星光辉灿烂的环系统的全景图中，可以看到土星冰环的细节。从A环到F环的总跨度约为65,700公里，拍摄于2008年11月26日。 图片来源：NASA/JPL/空间科学研究所  video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2530312287984058369 视频来源：https://videos.space.com/m/HerctIHD/what-are-saturns-rings?list=9wzCTV4g 土星环的成分与结构 土星环是由数十亿颗粒组成的，它们是体积从沙粒到山一样大的块状物。土星环主要由水凝固的冰组成，当它们在太空中旅行时，也吸收了岩石质的流星体。 虽然在天文爱好者看来，土星被一个单一的、坚实的环所包围，但实际上土星环却存在着几个分环。这些不同层次的环是按照发现的顺序按字母顺序命名的。因此，主环从离行星最远的地方到最近的地方，分别是A、B和C。一个宽4700公里的缺口，被称为卡西尼环缝，将A环和B环分开。 随着望远镜技术的提高，其它更暗的环也被发现。旅行者1号在1980年发现了最里面的D环。F环就在A环的外面，而G环和E环则在更远的地方。 土星环本身包含了一些缝隙和结构。有些是由土星的许多小卫星造成的，而另外一些的组成成分依然是未解之谜。 土星并不是太阳系中唯一拥有环结构的行星。木星、天王星和海王星也含有微弱的环结构，但是土星环的宽度约为地球与月球距离的四分之三（28.2万公里），是迄今为止最大和最明显的。  video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2530315046426804225 视频来源：https://videos.space.com/m/0l27fYA6/fly-through-space-photos-in-saturns-rings-video?list=9wzCTV4g 土星环的形成理论 关于土星环形成的原因，存在着几种假设。一些科学家认为，路过的彗星或小行星在到达土星之前就被土星的引力捕获并分解了。 另一种可能性是，土星环曾经是一些螺旋式地进入行星附近的大卫星。截至目前，已发现土星有82颗卫星，其中最大的是土卫六（直径约5150公里，是太阳系中第二大的自然卫星，比水星还要大），其余的只有13颗卫星大于50公里。这些卫星的重力不仅影响了土星环的结构，也为我们了解土星环可能的形成方法提供了启示。如果卫星冰冷的外层被剥离，留下核心撞向土星，结果将是以几乎纯水冰为主的土星环。 土星绕日运行一周需要约29.5年，因此它穿越黄道带星座的速度相当缓慢，平均每2.5年穿过一个星座。现在我们可以在摩羯座东部有点昏暗的“鱼尾”区域看到土星，事实上它上一次来到这附近是在1993年。 即使在今晚的土星冲结束后，在今年年底前土星都位于很好的观测位置。在10月的第二周，它将在晚上8点左右正南方向的天空达到运行的最高点。甚至在圣诞节时你都可以在夜幕降临时的西南方天空中找到它，不过那时它在晚上7点半左右就落下了。 参考资料： https://www.space.com/saturn-opposition-lord-of-the-rings 责任编辑：黄婧 牧夫新媒体编辑部 『天文湿刻』 牧夫出品 微信公众号：astronomycn  Ⓒ NASA 招募启事 “牧夫天文”微信公众号开始招募啦，现急需视频后期编辑与制作人员。如果你对天文感兴趣，同时掌握视频后期编辑与制作，还等什么，赶快联系我们吧！ 谢谢阅读 |
APP下載|手机版|爱牧夫天文淘宝店|牧夫天文网 ( 公安备案号21021102000967 )|网站地图|辽ICP备19018387号
GMT+8, 2024-11-21 18:37 , Processed in 0.046914 second(s), 7 queries , Gzip On, Redis On.
