书城科普读物科学我知道-Why太空
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第18章 土星上的光环是怎样形成的?

土星是太阳系八大行星中,距太阳比木星远约近一倍的一颗行星,它们与太阳的平均距离分别是778万千米和1427万千米。但土星是一颗和木星十分类似的行星。一是这两颗行星的体积是八大行星中最大的两颗,按行星大小分类,它们都属于巨行星。二是这两颗行星的质量是八大行星中最大的两颗。三是这两颗行星的平均密度是八大行星中较小的两颗。四是这两颗行星的化学组成相似,主要都是由氢、氦、氖等物质构成,一般认为土星和木星一样,也是流体行星。五是这两颗行星的卫星数目是八大行星中最多的两颗,木星有16颗卫星,土星更多,约有21~23颗卫星。六是这两颗行星都有光环。

在太阳系里,除了木星,还有天王星有光环,最近也有人宣布发现海王星也有光环,但土星的光环与众不同,它明亮,仿佛给土星外面围着一圈银色的项圈似的,非常美丽,而且比别的行星光环都宽大。由于这个光环既大又明亮,虽然土星距我们十分遥远,如果你手边有一架倍数较大的望远镜,夜晚很容易观测到它。如果你能连续观测土星光环的话,你会看到:这颗行星有几年像戴一顶宽边的草帽;有几年又像个扣着的盆子上摆放着一个圆饼,光环的宽度变小了;而又有几年这个光环却又“消失”了。

上述光环变化的情形是怎样形成的呢?最早观测到土星光环的意大利天文学家伽利略也感到惊异,它不知道土星的光环是怎么“丢”的,“丢”到哪儿去了。现在我们知道,原来土星的光环虽然很宽,可是却非常薄,它的厚度约有10千米左右。当它把光环的侧面朝向我们的时候,我们就不易看见它了。就如同我们平时看一个圆桌面似的,当你俯视这个圆桌面时,它是一个圆面,而当你侧视这个圆桌面时,它就变成了一条线了,如果你站在较远的地方侧视这个圆桌面时,甚至这条线也不容易看见它了。由于光环的平面与土星的轨道面不重合,而且光环平面的方向始终不变,因此,土星在围绕太阳旋转的时期中,光环朝向地球的角度会发生变化,大约每隔15年,土星光环从地球上看去,就好像侧视圆桌面一样,这时,它的光环就会“消失”一次。