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对土星重力场的新测量表明其环状结构颇为“年轻”

American Association for the Advancement of Science

应用卡西尼号太空船的最后轨道飞行(即卡西尼在土星及其最内侧环状结构间的俯冲飞行)数据,科学家们报告了对“太阳系宝石”的新的重力场测量;科学家藉此可对土星的内部构造、风的深度,以及也许最令人瞩目的,其环状结构的年龄做出解读。结果表明,在太阳系的早期,这些环状结构并非素来所认为的是与土星同时形成的。实际上,它们要年轻得多。在卡西尼飞行使命的终场演出之前,它的飞行轨道总是位于土星某个环之外。这意味着土星环的重力影响无法与土星的重力影响区分开来,这使得确定土星环的年龄(被推测直接与其质量关联)变得困难。然而,在卡西尼飞行的最后阶段,它会在土星与其最内侧环之间进行俯冲。在卡西尼的6次这样的穿越飞行时,它与地球间的一个无线电通信线路受到监测,旨在测算土星的重力场。应用卡西尼无线电信号的些微多普勒频移,Luciano Iess和同事报告了有关土星的新的、更准确的重力信号,后者偏离了理论预计值。Iess和同事说,这一信号偏差可用这颗气态巨星的所谓的差动旋转(即这颗非固态行星的不同部分的旋转速率会因深度而不同)来解释。作者的结果显示,土星表面所见的旋转速度明显大于其内部深处的旋转速度。Iess和其团队说,更重要的是,土星的纬向风会延伸至其内部至少9000公里的深度。研究人员还用卡西尼的重力数据来辨识土星主环(B-环)的重力信号,并由此来测算其质量。他们报告,土星环质量比先前测定的要低,这意味着土星环只有1千万年至1亿年之久,比土星本身要年轻得多。作者说,这些数据并不表明土星的环状系统为何在如此近期的时候才形成的。

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