上古碰撞的遺跡：土星星環源于約1億年前的兩顆衛星相撞

研究人員表示，這場碰撞可能也是土星標志性光環的成因。

在太陽系的行星中，土星以其獨特的光環和驚人的274顆衛星數量激發著人類的想象。但一項引人注目的新研究重燃了一個理論：一場遠古碰撞塑造了土星如今的形態——尤其是其最大的衛星土衛六。

這項獲《行星科學雜志》接收待發表的研究，探討了一個眾所周知的謎團：土星環異常年輕的年齡以及土衛六軌道的奇特之處。由SETI研究所領導的研究團隊考慮了一種可能性：土衛六誕生于兩顆衛星的碰撞，而這次撞擊隨后導致了土星年輕光環的形成。該論文目前作為預印本發布在arXiv上。

卡西尼號遺留的未解之謎

人類首次近距離觀察這顆太陽系第六行星，源自1979年美國宇航局先驅者11號探測器。幾年后，旅行者1號和2號也相繼飛掠。

但真正讓土星清晰呈現在人類眼前的是卡西尼號。這顆探測器長達13年的任務收集了關于土星、其光環及其衛星的寶貴數據，供地面科學家細細剖析。

然而，卡西尼發回的部分數據挑戰了天文學家的一些長期認知。例如，土星眾多衛星中有幾顆擁有奇特、不對稱的軌道，與方程式并不完全吻合。土星環的年齡也比預期年輕得多。

此外，土星內部質量在中心處的集中程度遠超天文學家所想，這表明圍繞土星軌道行為的科學共識存在認知缺口。

一次大膽的假設

2022年，一組天文學家提出，如果土星在大約1億年前——即其年輕光環據信形成的時期——失去了一顆衛星，這些矛盾或許就說得通了。最新研究對這一假設進行了檢驗，利用計算機模擬檢查是否存在一顆額外的衛星，它曾足夠靠近土星，從而形成光環。

研究團隊在論文中指出，當然，這種碰撞的影響必須與現今土星衛星的分布和特征相符。據此，研究中一個持續出現的模擬異?，F象為研究人員提供了良好的切入點。

"土衛七是土星主要衛星中最小的一個，它為我們提供了關于該衛星系統歷史的最重要線索，"該研究的主要作者、SETI研究所研究員馬蒂亞·丘克在一份聲明中表示。

具體來說，添加一顆不穩定的額外衛星會反復導致我們已知真實存在的土衛七從模擬中消失，這讓研究人員意識到情況有異。團隊還注意到，土衛七的軌道與土衛六的軌道相互鎖定，但這種軌道鎖定可能也只持續了幾百年左右。

不是一顆，而是兩顆

團隊最終得出了一個可能的情景：如果早先存在的不是一顆，而是兩顆衛星呢？如果一顆所謂的"原土衛六"與一顆較小的"原土衛七"合并，這將解釋土衛六表面普遍缺乏撞擊坑的現象。研究人員補充說，如果在合并前，一個較小的天體擾動了土衛六的軌道，那么土衛六擁有偏心軌道也就說得通了。

隨后，土衛六合并事件附近的碎片可能聚集形成了土衛七——一顆不對稱、表面凹凸不平的衛星，其外觀或許正配得上這樣一個狂野不尋常的起源故事。

至于土星環，研究人員驚訝地發現，土衛六的偏心軌道遠比預期更頻繁地導致土星內側衛星軌道失穩。這將使較小衛星的軌道失穩，迫使它們走上極端軌道，最終引發大規模碰撞，形成光環。

盡管如此，研究團隊如今正寄希望于美國宇航局的蜻蜓號任務，該任務將于2034年抵達土衛六，以深入探究這一謎團。他們表示，由于新研究主要側重于模擬，蜻蜓號帶來的全新數據將使他們能夠對這項假設進行檢驗。

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