新研究提供迄今为止最有力的证据证明土星

　　美国宇航局卡西尼号飞船拍摄的土星环。(Credit: NASA/JPL/Space Science Institute)

　　（编译 吴典谚）：美国科罗拉多大学波德分校的物理学家萨沙.肯普夫（Sascha Kempf）领导的一项新研究提供了迄今为止最有力的证据，证明土星环非常年轻，这可能会回答困扰科学家一个多世纪的问题。

　　土星环的条纹颜色可能来自于被困在环冰中的少量杂质所造成。（Credit: NASA/JPL/Space Science Institute）

　　这项研究已发表在《科学进展》（Science Advances）期刊上，认为土星环的年龄不超过4亿年。这使得土星环比大约有45亿年的土星本身要年轻很多。本研究中，肯普夫团队开始藉由研究土星环尘埃积聚的速度来确定土星环形成的时间，有点像用手指沿着房子的表面滑动来判断房子的年龄。肯普夫说：「把土星环想像成你家的地毯，如果你已经铺好干净的地毯，只需要等待灰尘落在地毯上，对土星环来说也是如此。」

　　从2004年到2017年，该团队使用了美国航天总署（NASA）的卡西尼号探测器上的宇宙尘埃分析仪来分析围绕土星飞行的尘埃微粒。在这13年里，研究人员只收集了163颗的微粒，但这已经足够了。根据他们的计算，土星环可能只聚集了几亿年的尘埃。换句话说，土星环是一种新现象，它的出现（甚至有可能消失）在宇宙中相当于一眨眼的时间，但仍然不知道这些环最初是如何形成的。

　　土星主要有七个由无数冰块组成的环，大多数都不比地球上的巨石大。总的来说，这些冰块的总重量约为土卫一（Mimas）的一半，并从土星表面延伸了近28万公里。肯普夫补充说，在20世纪的大部分时间，科学家们都认为土星环可能与土星同时形成。

　　研究小组估计，行星际尘埃每年对土星环每平方英尺的贡献远不到1克，虽然只是一点点，但随着时间的推移，累积起来已经足够了。土星环可能已经正在消失，在之前美国航天总署的科学家报告说，冰正在慢慢地降落到土星上，并可能在未来1亿年内完全消失。

　　由LASP设计和建造的木卫二表面尘埃分析仪（SUDA）将收集尘埃颗粒，作为美国NASA木卫二快船任务的一部分。（Credit: Glenn Asakawa/CU Boulder）

　　卡西尼号提供了一个确定土星环年龄的机会，它于2004年抵达土星并收集数据，直到2017年故意坠入土星大气层。宇宙尘埃分析仪的形状有点像一个水桶，当微粒呼啸而过时，就会把它们舀起来。科罗拉多大学波德分校的大气与太空物理实验室（Laboratory for Atmospheric and Space Physics，LSAP）的研究人员为美国航天总署即将于2024年发射的木卫二快船（Europa Clipper）任务设计并建造了一个更复杂的尘埃分析仪。