利用日食计算土星环的透明度

　　卡西尼号飞船环绕土星的插图。鸣谢:uux.cn/美国宇航局/JPL加州理工学院

　　据兰卡斯特大学：兰开斯特大学的一名博士生使用一种新方法测量了土星环的光学深度，该方法基于卡西尼号飞船处于光环阴影下时有多少阳光照射到它身上。

　　光学深度与对象的透明度有关，它显示光在被吸收或散射之前可以穿过该对象多远。

　　这项由兰卡斯特大学和瑞典空间物理研究所合作领导的研究发表在皇家天文学会的月报上。

　　美国国家航空航天局-欧空局卡西尼号宇宙飞船于1997年发射，并于2004年抵达土星，对该行星及其卫星进行了迄今为止最广泛的调查。这项任务于2017年结束，当时卡西尼号在土星和其光环之间潜水22次后，坠入土星大气层。

　　兰开斯特大学博士生George Xystouris在Chris Arridge博士的指导下，分析了Cassini上的Langmuir探测器的历史数据，Cassini是一种测量土星磁层冷等离子体，即低能离子和电子的仪器。

　　在他们的研究中，他们专注于航天器的日食:卡西尼号处于土星或主环阴影中的时期。每次月食期间，朗缪尔探测器都记录了数据的巨大变化。

　　乔治说，“由于探测器是金属的，无论何时受到阳光照射，阳光都能给探测器提供足够的能量释放电子。这就是光电效应，释放出来的电子就是所谓的‘光电子’。然而，它们会产生问题，因为它们与土星周围的冷等离子体中的电子具有相同的属性，而且没有一种简单的方法来分离这两者。"

　　“通过关注数据变化，我们意识到它们与每个光环允许多少阳光通过有关。最终，利用朗缪尔探测器的材料属性，以及土星附近的太阳亮度，我们设法计算出每个环的光电子数的变化，并计算出土星环的光学深度。

　　“这是一个新奇而令人兴奋的结果！我们使用了一种主要用于等离子体测量的仪器来测量一种行星特征，这是朗缪尔探针的一种独特用途，我们的结果与使用高分辨率成像仪测量环透明度的研究相一致。”

　　主环从行星延伸到140，000公里，但最大厚度只有1公里，到2025年将从地球上消失。在那一年，光环将会倾斜到地球的边缘，使得人们几乎不可能看到它们。在土星29年轨道的下一阶段，它们将向地球倾斜，并将继续变得更加可见和明亮，直到2032年。

　　皇家天文学会主席迈克·埃德蒙兹教授补充说:“看到一名研究生以一种不寻常的、创造性的方式参与使用太空探测仪器总是件好事。这种创新正是天文学研究所需要的，也是许多从事各种职业的前学生正在应用的方法，以帮助解决世界问题。”