科学家称土星环的年龄不过几亿年

根据发表在《伊卡洛斯》杂志上的两项新研究，当恐龙还在地球上行走时，土星环系统很可能已经形成，并且最多只会再持续几亿年。

太阳系的所有巨行星都有环系统，其中大部分质量相对较低，由小环、弧形环或薄纱环组成，其特征表明它们的光谱很暗，水冰基本上不存在或不占主导地位组成成分。

这与土星环形成鲜明对比，土星环质量相对较大，由 % 的水冰组成。

土星环如此巨大且结冰几乎可以肯定是其起源和年龄的线索。

“我们不可避免的结论是，按照天文学标准，土星环一定相对年轻，只有几亿年的历史，”印第安纳大学名誉天文学教授理查德杜里森说。

“如果你看看土星的卫星系统，还有其他迹象表明在过去的几亿年里那里发生了一些戏剧性的事情。”

杜里森教授和他的同事、美国宇航局艾姆斯研究中心的保罗·埃斯特拉达博士长期以来一直认为土星环相对年轻。

然而，直到从 NASA 的卡西尼号任务中获得数据——特别是2017 年的大结局，包括在土星及其环之间经过的 22 个轨道——他们才能够使用理论模型来确定土星环的年龄和寿命通过计算环在很长一段时间内如何变化来增强信心。

对他们的工作特别重要的是卡西尼号对流星体流入率、环质量和土星环物质流入率的测量。

流星体的撞击不仅会污染环，还会最终导致环物质向内漂移至行星。

作者提出的理论模型表明，环应该以卡西尼号观察到的每秒数吨的惊人速度在行星上失去质量，这意味着环的剩余寿命只有几亿年左右。

他们的详细计算首次将粘性扩散(由于环粒子相互作用)与模拟中的流星效应结合起来，旨在跨越像土星这样的环系统的整个生命周期。

他们证明，考虑到卡西尼号测量的流星体流入率，与太阳系的年龄相比，流星体撞击最终造成了较短的寿命。

“我们已经证明像土星这样的巨大环不会持续很长时间，”埃斯特拉达博士说。

“可以推测，我们太阳系中其他冰和气态巨行星周围相对较小的环是曾经像土星那样巨大的环的残余物。”

“也许在不远的将来，从天文学角度来说，土星环被磨掉后，它们看起来会更像天王星稀疏的环。”