太空中的“指环王”

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休息日,一家人围在一起看《指环王》。电影演完,爸爸咳了咳嗓子,神秘开腔道:“在浩瀚的太空中也有指环王哟!”

爸爸的一句话果然吸引了刚离开沙发的两个小家伙儿。他们异口同声问道:“是谁?”

爸爸笑了笑。“就在我们的太阳系中,想一想谁的身上套着环?”

“爸爸,那有环的多了,木星、土星、天王星和海王星都带环呀!”心心举例道。

“没错,但土星环是最壮丽的,我们通过小型望远镜就能欣赏到它的美丽景色。”爸爸引导道,“有没有兴趣了解下太空中的指环?”

“好呀!”两个小家伙点了点头又坐回沙发上。

“虽然土星肉眼可见,但土星环却不能。你们猜猜是谁先发现了土星环?”爸爸冲开开和心心眨了眨眼睛。

“既然肉眼看不到,那肯定是有望远镜后喽……”开开想了想,“难道是伽利略吗?”

“没错,第一个观测土星环的确实是伽利略,可惜的是他将土星环当成了两颗卫星。”爸爸点点头,“土星有环带是在1655年,由克里斯蒂安·惠更斯提出的。”

“这么大的土星环是怎么形成的呢?”心心好奇地问道。

“目前科学家认为土星环可能是一个或多个被捕获的彗星爆炸形成的。这些遗迹估计已有数亿年的历史。土星环实际上是由冰块和岩石组成的,这些颗粒有的如灰尘般渺小,也有的如房子一样大,它们环绕着土星赤道运转。”

“我看书上画的土星有很多环,有宽有窄。”心心回忆着土星的模样。

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“没错,土星环比其他任何行星的环带都广阔。通过望远镜可观测到土星的三个环带:外环A、明亮的中环B和透明的内环C。从地球上看,B环最明亮,最宽阔。随着航天技术的不断发展,科学家发现在C环内侧存在更靠近土星的D环,而在A环之外还有狭窄的F环、更加暗淡的G环和E环。有意思的是,土卫十六和土卫十七,这两颗卫星在狭窄的F环两侧运行,十六在内,十七在外,它们的存在使得F环中的物质无法脱离,就像看门犬一般,因此被叫做牧羊犬卫星。”

“哈哈,很形象的称呼呢!”心心笑道。

“也就是说土星环从内到外依次是D环、C环、B环、A环、F环、G环和E环。”开开掰着手指数道,“真是环环相扣呀!”

“其实土星的环并不是紧密衔接的,比如A环和B环之间存在着宽近5000千米的卡西尼环缝。再比如A环内部也存在这样的环缝,即恩克环缝。随着深入探索与观察,科学家最终确认土星环是由无数狭窄的小环组成,看上去就像老式留声机唱片上的凹槽。”爸爸继续介绍道。

“无数个小环?这指环王的头衔真是当之无愧呀!”心心非常认可这个头衔。

“我听说土星的环会突然消失,为什么?”开开问道。

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“就像地球一样,土星的赤道面与公转轨道存在夹角,因此在地球上观测土星时,有时像一个宽边草帽,有时又突然消失不见。在一个公转周期内,这样的现象会发生两次。嗯……上次是2009年,也就是说,2025年这种现象会再次出现。”

“爸爸,我可以用望远镜看看这个指环王吗?”心心拉着爸爸的手。

“没问题,晚饭过后!”爸爸爽快地答应了。

【知识卡】太空中的指环王

土星环是太阳系行星中行星环最突出与明显的,由冰块及岩石构成。由内到外依次为D环、C环、B环、A环、F环、G环和E环,其中B环最为明亮。受自转轴倾角影响,在地球上观测土星环时,会发生“侧向”,即环带从视图中消失。

1610年,伽利略首次发现土星环,错将土星环当成两颗卫星。

1655年,克里斯蒂安·惠更斯提出土星带有环带。

1675年,发现A环与B环之间存在缝隙,即卡西尼环缝。

1837年,发现A环间存在缝隙,即恩克环缝。

1895年,证实环带由颗粒聚合而成。

1979年,先驱者11号发现F环。

1980年和1981年,旅行者1号和旅行者2号发现环带由成千上万个小环组成。

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