两三亿年前,土星大气发现神秘粒子

土星环看起来像是“土星”标配,激发了诗人和科学家的想象力。但《科学》杂志官网日前报道称,美国国家航空航天局“卡西尼”号航天器最后几个月的观测结果显示,两三亿年以前,土星环还不存在。
研究人员在近日举行的美国地球物理学联盟会议上报告说,土星环如此年轻,天文学家如果在恐龙时期注视天空,很可能看到的是一个光秃秃的土星。
“卡西尼”号提供的两个新证据清楚地表明,在45亿年前的太阳系早期,土星环一直不存在。NASA艾姆斯研究中心的星环专家杰夫·库奇说:“这一结果与原始的土星环故事迥异,但这就是它本来的样子。”
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通过分析可能从土星环上脱落的物质的类型,Perry的研究小组得出结论,这些碎片必定是微小的尘埃颗粒的片段,这些颗粒的尺寸仅为1至10纳米,但相对较重。当这些粒子从土星环上落下并撞击“卡西尼”号探测器的质谱仪时,它们被粉碎成小碎片。

“卡西尼”号探测器1997年10月15日发射升空,沿途造访过金星、地球、月球、小行星和木星,并于2004年抵达环土星轨道。近20年间,“卡西尼”探测任务大幅刷新了人类对土星的认识,包括它的复杂光环、类型多样的卫星体以及磁场环境等。它曾获得一系列重大发现,如土卫二存在全球性海洋、土卫六上存在液态甲烷海洋、在土卫二喷出的羽流中探测到氢等。

与土星相伴的13年间,“卡西尼”号探测器曾发回大量数据资料,仅图像就差不多40万张。科学家依据这些信息,已发表了约4000篇科学论文。NASA还依据这些信息设计了前往木卫二的探测计划,以及未来十年间的其他太空探测项目。

今年9月15日凌晨4时55分,数百名科学家见证了“卡西尼”号探测器在火焰中涅槃。“卡西尼”号探测器在土星的大气层中解体,这样做是为了防止探测器污染土星的卫星,包括土卫六和土卫二,这些卫星上可能存在生命迹象。

该项目科学家曾希望“卡西尼”号探测器的质谱仪能够在土星和土星环之间发现水分子的特征。在上世纪七八十年代,NASA的先驱者号探测器和旅行者号探测器在土星的最上层大气中发现了比预期更少的带电粒子。在这些数据的基础上,研究人员在1984年提出,脱离土星环的水分子——主要以冰的形式——起到催化剂的作用,将带电粒子从大气中分离出来。“卡西尼”号探测器的最后几个月给了科学家们第一次直接测试这个想法的机会。

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土星大气发现神秘粒子 卡西尼数据显示或来自土星环

尽管“卡西尼”号探测器已经结束了自己的使命,但科学家表示未来仍有可能带来重大发现,例如,来自探测器的数据将有助于确定土星环的实际年龄及其磁场的持久性。

在这些最后的俯冲过程中,“卡西尼”号探测器沿着土星的引力牵引,以每秒钟30公里的速度加速,这一速度超过了质谱仪设计所能承受的4倍之多。“这些速度比它所经历的任何时刻都要高。”Linda
Spilker说,他是加利福尼亚州帕萨迪纳市喷气推进实验室的行星科学家,也是卡西尼项目科学家。

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