土星环是什么物质土星环是如何形成的 _经验知识

只要真的看过那无需支柱就能悬吊在行星赤道上的巨?。颐堑男乃季推骄膊幌吕?，土星环可说是宇宙中一切奇特、不可思议之事物的象征。我们看得愈清楚，就愈着迷。过去20年关于土星环的发现几乎全盘推翻了以前的知识，一个全新的环系统出现了，既复杂又有趣，超越了过去的理论、观测或想像。

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土星以外的大行星也有环，而且全都不一样。即便以天文学的标准而言，行星环还是很奇特的东西。它们是由一些既微弱又违反直觉的力量塑造而成，例如在行星环里，重力反而会产生排斥物质的效应。现在我们领会到，那些我们曾经以为是静态的行星环，其实是不停地在变动发展；而我们也认清了卫星和行星环唇齿相依的关系；更重要的是，我们还知道行星环不仅仅是个精致的现象而已。
跟马克士威一样，现代的科学家也体会到行星环与星系的相似之处；基本上来说，行星环也是一扇窗口，让人类能深入探究太阳系古老的起源。

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伽利略于1610年头一次窥见到土星环，50年后由海更斯将它解释为环绕着行星的圈圈，而接下来三个半世纪则没有别的发现。然而一下子在七年之间，科学家便发现另外三个大行星也各有其他的环。第一颗是天王星；1977年，康乃尔大学的艾略特在监视恒星的亮度时，天王星正从前面掠过，他注意到讯号在闪烁。他推论那是一连串稍呈椭圆或倾斜的窄带，环绕着天王星所造成。1979年，航行者一号太空船观测到木星模糊的星环。最后在1984年，科学家利用类似艾略特的技术，侦测到海王星环的片段（但不是完整的环）。
那些令人兴奋的日子过了，行星环研究也停缓了下来——直到1990年代中期。自那时起，探究行星环的新时代开始了。哈伯太空望远镜、地面望远镜以及环绕木星的伽利略号探测船不断送来观测资料。土星最模糊的环及其卫星在1995年和1996年才看出来，因为那时候地球与土星的位置恰好使行星环与卫星出现于边缘，以致减弱了来自主环的光芒。1997年发射的卡西尼太空船，将在2004年7月到达土星，展开为期四年的土星之旅。
环环相扣【土星环是什么物质土星环是如何形成的】尽管现今已知的四个行星环系统细节上各不相同，共通的特性仍然很多。它们都有丰富的纹理，由多个同心环组成，环间还有大小不等的间隙。每一个环都是由无数的石块与冰粒所组成，这些粒子各自环绕着主行星，同时相互推撞。粒子的密度可以由光深度推敲出来，光深度也就是光垂直穿透行星环时，依指数函数衰减的参数。依据粒子密度大小，行星环可分成两大类。最密的环，例如土星主环（标记为A与B）及天王星环（以数字和希腊字母为标记），光深度可高达4 ，意思是只有2%的光透得过。最紧密的环所带的粒子，直径小至数公分大至数公尺。

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密度较大的行星环系统中，粒子经常碰撞，绕行星一圈就常得撞上好几回。在此过程中，能量会散失，角动量也会重新分布。因为较靠近行星的粒子跑得比外侧的粒子快，而碰撞会拉回内圈粒子（然后掉向行星），并推开外侧的粒子（跑离行星），因此行星环就会散开。但是散开需要时间，从这角度，行星环可以看成黏滞的流体，缓慢地向内与向外扩散。土星环实质的动黏滞度与空气相当。