在我们的太阳系中,土星是唯一拥有明显环带的星球,普通的天文望远镜就能在晚上清晰看到土星环,再贵一点的甚至能看到土星环的明显缝隙。
然而土星环究竟是怎么形成的,如果地球也跟土星一样拥有星环,我们的生活又会受到什么影响呢?
现阶段的天文学家认为,土星环是由无数的小颗粒组成的,各种土星探测器也证明了这一点,并且构成土星环的颗粒从尘埃大小到房屋大小都有,甚至还夹杂着许多水冰混合物,整个土星环的水资源总量都比地球上多。
而这样一条环带,极有可能是一颗被土星引力撕碎的危险形成的,简而言之就是在过去某一时间段,有一颗水分较高的土星卫星越过了洛希极限,被土星引力撕碎解体了,其中的大部分残骸坠入了土星的大气层中,剩下的在引力作用下形成了环绕的土星环,至于后来土星环的分层以及各种缝隙,则涉及到了天体物理学中的一些复杂现象,如潮汐力和引力相互作用。
从目前拍摄的土星环高清照片来看,它最明显的特征就是卡西尼间隙或者说卡西尼缝,这条缝隙的形成,是因为土星最大的卫星,土卫六泰坦星的引力干扰,而其他更细小的缝隙则来自长时间的引力扰动和平衡,可以说每条缝隙都揭示了土星环演化的复杂过程。
然而土星环并不能永远存在,准确来说由于土星环本身的稀薄以及土星引力的影响,从诞生到现在土星环内的物体就一直在坠入土星,天文学家估计这一过程将在1亿年后结束,到时候土星环的所有碎片都将坠入土星,星环也将不复存在。
至于地球为什么没有星环,或者说太阳系内的岩石金属行星们为什么没有星环,天文学家认为这跟太阳系的0度线有关,因为类地行星的位于0度线以内,而构成星环的水冰等元素无法再高于0度的环境下长期保持存在,因此从水星到金星再到地球和火星,都没有星环,反而是剩下的四颗气态行星基本都有星环,其中土星的最明显。
如果地球存在星环的话,其实对我们来说并不是什么好事,因为近地轨道现在有很多人造卫星在运行,星环的存在会对它们造成干扰,并且天文学观测也会受到影响,最重要的是由于地球本身对星环的引力干扰,星环中质量较小速度较慢的碎片会接连撞上地球,到时候在大气层内烧毁还好说,如果是落到地面上的话就是陨石雨了,破坏力是很强的。
总体来看虽然地球拥有像土星那样的环带可能在视觉上非常吸引人,但实际上,地球没有环带对我们来说是一件好事,环带可能会带来一系列复杂的环境和技术挑战,这些挑战可能会对我们的生活方式和对太空的探索产生重大影响。
然而这并不意味着我们不能想象和探索这样的可能性,毕竟科学和技术的进步总是让我们能够更深入地了解我们的宇宙,即使是那些不太可能发生的情况也能激发我们的好奇心和探索欲。
土星光环与太阳系的小行星带是一样的方式形成的,也就是说小行星带是太阳的光环。当一朵不对称的星云收缩时,物质向中心靠拢产生偏转力,这样就形成了原始太阳的自转。原始太阳转动起来后加快了星云中的主要物质向中心聚合,而表面的较大物质个体则向赤道平面下落,也就是原始太阳表面的物质个体随太阳纬度的降低而增大。随着太阳的离心力增大,这些处于太阳赤道的较大个体就被甩出来了并形成太阳光环一一小行星带。原始太阳并没有能力先甩出几个同心气体环并形成几个气体行星。而是在两极气体聚集的位置,因收缩产生温差并形成温差垂直对流,最终上升的物质流下落后与根部相合成为了物质对流环。一个气体环就是一个质量整体,它比一个气体分子的质量大无数倍,这样才有知格被太阳甩出去,并甩得远远的形成气体行星,而气体行星则也效仿太阳形成自己的光环和卫星。内地行星是太阳低纬日面物质对流环形成的,至于产生自太阳哪半球,则可看行星两极的凹凸情况确定。