为什么土星戴着一个美丽的光环

在望远镜中，土星可算得上是一个大明星，其漂亮的圆面加上环绕着它的精致光环绝对让人难忘。土星的光环占据了巨大的空间，其密度较大的主环始于土星赤道上空7000千米处，一直延伸到80000千米远。但它的平均厚度却只有10米，不过有时因土星卫星的推波助澜，它的垂直高度可以抬升到3.5千米。1675年法国天文学家卡西尼发现土星光环中有一道缝隙，后来人们把这道位于土星A环和B环之间宽4800千米的缝隙命名为卡西尼环缝，它是土星光环中最大的环缝。

土星光环的90%～95%是水冰，其余是被陨石掺杂进来的尘埃及其残骸。天文学家相信土星光环在形成之初完全是由冰组成的。类似地，土星的内层卫星也异乎寻常地富含冰。过去流行的观点认为，由彗星撞击而瓦解的小型卫星是土星光环的成因。但由此形成的光环会是冰岩混合体，而非今天看到的接近纯冰的情况。因此目前新的理论把光环的形成和土星内层卫星的形成联系了起来。

先前的研究提出，土星最初拥有多个土卫六大小的卫星，但由于靠得太近而最终坠入了土星。天文学家新近通过计算机模拟发现，在坠入土星的最终阶段，土星引力对这些卫星的加热会使它们上面的冰融化，并且使它的岩石向中心沉积。当这样一颗卫星距离土星约100000千米时，引潮力会把它的外部冰层剥离并形成光环，而内部岩质核心则最终撞上土星。这一过程所产生的光环质量要比土星光环目前的质量大得多，光环宽度也宽得多。在演化过程中，它内边缘的物质逐渐流失，外边缘的物质则集聚成了土星富含水冰的几颗卫星。