美国宇航局的新研究证实，土星正在以几十年前旅行者1号和2号观测所估计的最大速率失去其标志性环。在土星的磁场影响下，环被重力拉入土星，成为...
美国宇航局的新研究证实，土星正在以几十年前旅行者1号和2号观测所估计的最大速率失去其标志性环。在土星的磁场影响下，环被重力拉入土星，成为冰粒的尘埃雨。
美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的詹姆斯奥多诺格说：“我们估计，’环形雨’会耗尽一定数量的水产品，这些水产品可以在半小时内从土星环中填满一个奥林匹克规模的游泳池。” “仅凭这一点，整个环系统将在3亿年后消失，但除此之外，卡西尼号太空船测得的环状材料被发现落入土星的赤道，并且这些环的寿命不到1亿年。这是相对的简而言之，与土星的年龄超过40亿年相比。“ O’Donoghue是12月17日研究出现伊卡洛斯的土星环雨的权威。
长期以来，科学家们一直在想，土星是否是由环形成的，或者地球是否在以后会捕获它们。新的研究有利于后一种情况，表明它们不可能超过1亿年，因为如果C环已经成为今天的假设它曾经像B环一样密集，那么它需要很长时间。“我们很幸运能够看到土星环系统，这似乎是在其生命周期中间。但是，如果环是暂时的，也许我们只是错过了看到木星，天王星和海王星的巨型环系统，或许只剩下很少的薄薄的环“ O’Donoghue补充道。
已经提出了关于环的起源的各种理论。如果行星在以后吸收它们，当环绕土星的轨道上的小冰冷的卫星相撞时，可能会形成环，可能是因为它们的轨道受到来自小行星或彗星的引力拖曳的扰动。
环形雨存在的第一个暗示来自旅行者对看似无关的现象的观察：土星带电的高层大气（电离层）的特殊变化，土星环的密度变化，以及在中纬度北部环绕土星的三个狭窄的暗带。这些暗带出现在1981年由美国宇航局的旅行者2号任务制作的土星朦胧高层大气层（平流层）的图像中。
1986年，美国国家航空航天局戈达德的杰克康纳尼在地球物理研究快报上发表了一篇论文，将那些狭窄的暗带与土星巨大的磁场形状联系起来，提出土星环中带电的冰粒流向看不见的磁场线，倾倒水土星的高层大气，这些线从这个星球出现。来自环的水流出现在特定的纬度，冲走了平流层的雾霾，使其在反射光下看起来很暗，产生了旅行者中捕获图像的狭窄暗带。
土星环大多是水冰块，大小从微小的尘埃粒到几码（米）。环形粒子被捕获在土星引力的拉力和它们的轨道速度之间的平衡作用，土星的引力想要将它们拉回到行星中，而轨道速度想要将它们向外抛向太空。微小的粒子可以通过来自太阳的紫外线或通过环的微流星体轰击产生的等离子云带电。当这种情况发生时，粒子可以感受到土星磁场的拉力，这个磁场在土星环上朝向行星向内弯曲。在环的某些部分，一旦充电，这些微小颗粒上的力的平衡发生巨大变化，土星的引力将它们沿着磁场线引入高层大气。
在那里，冰冷的环状颗粒蒸发，水可以与土星的电离层发生化学反应。这些反应的一个结果是称为H3 离子的带电粒子的寿命增加，其由三个质子和两个电子组成。当被太阳光激发时，H3 离子发出红外光，O’Donoghue的团队使用附在夏威夷莫纳克亚的凯克望远镜上的特殊仪器观察到了这一点。
他们的观察显示土星北部和南部半球的发光带，与环平面相交的磁场线进入行星。他们分析了光线，以确定环的降雨量及其对土星电离层的影响。他们发现，与Connerney及其同事在三十多年前获得的令人惊讶的高价值相比，降雨量相当可观，其中南部的一个地区接收了大部分地区。
该团队还在南半球的高纬度地区发现了一支发光带。这是土星的磁场与土卫二的轨道交叉的地方，土卫二是一个地质活跃的卫星，它将水冰的间歇射向太空，表明其中一些粒子正在下雨到土星上。“这并不是一个完全的惊喜，”康纳尼说。“我们将Enceladus和E-ring确定为一个丰富的水源，基于旧Voyager图像中另一个狭窄的暗带。” 2005年卡西尼仪器首次观测到的间歇泉被认为是来自微小卫星冰冻表面下方的液态海洋。它的地质活动和水海洋使土卫二成为寻找外星生命最有前途的地方之一。
该团队希望了解环雨如何随着土星的季节而变化。随着行星在29.4年的轨道上移动，环在不同程度上暴露在太阳下。由于来自太阳的紫外线会使冰粒充电并使它们对土星的磁场产生反应，因此不同的阳光照射应该会改变环雨的数量。