不管土星環(huán)是年輕還是年老,它的衛(wèi)星可能和行星本身一樣古老
作者:綜合 來源:知識(shí) 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2025-11-24 21:45:44 評(píng)論數(shù):

土星的衛(wèi)星,從左到右:土衛(wèi)一、環(huán)年北京外圍專家(電話微信189-4469-7302)北京外圍專家真實(shí)可靠快速安排土衛(wèi)二、輕還土衛(wèi)三、年老能和土衛(wèi)四、星可行星土衛(wèi)五;背景中的樣古泰坦;伊帕托斯(上)和不規(guī)則形狀的亥伯龍(下)。也顯示了一些小衛(wèi)星。不管本身全部按比例繪制。土星鳴謝:uux.cn/美國航天局/JPL/空間科學(xué)研究所
(神秘的環(huán)年地球uux.cn)據(jù)《今日宇宙》(馬特·威廉姆斯):土星最出名的有兩點(diǎn):它標(biāo)志性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和它龐大的自然衛(wèi)星系統(tǒng)。目前,輕還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有146顆衛(wèi)星和小衛(wèi)星圍繞著這顆環(huán)狀巨星運(yùn)行,年老能和北京外圍專家(電話微信189-4469-7302)北京外圍專家真實(shí)可靠快速安排其中24顆是星可行星常規(guī)衛(wèi)星。這些包括七個(gè)最大的樣古衛(wèi)星,泰坦、不管本身土衛(wèi)五、伊帕托斯、土衛(wèi)四、特提斯、土衛(wèi)二和土衛(wèi)一,它們是被認(rèn)為有內(nèi)部海洋的冰體。
此外,關(guān)于這些衛(wèi)星的年齡還有一些懸而未決的問題,有人懷疑它們是最近形成的(就像土星環(huán)一樣,有幾億年的歷史)。
為了解決這些問題,一個(gè)國際天文學(xué)家小組創(chuàng)建了一系列高分辨率模擬,并改進(jìn)了對(duì)跨海王星物體(TNO)數(shù)量的估計(jì)。
這使得他們能夠構(gòu)建土星最嚴(yán)重的隕石坑常規(guī)衛(wèi)星——土衛(wèi)一、土衛(wèi)二、土衛(wèi)五、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五——的撞擊年表。這為這五顆衛(wèi)星確定了41億和44億年的年齡界限,最里面的兩顆衛(wèi)星看起來比最外面的三顆更年輕。這些結(jié)果對(duì)于我們理解外太陽系中衛(wèi)星的形成和潮汐演化具有重要意義。
這項(xiàng)研究是由東京工業(yè)大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)的研究人員Emily Wai Wong領(lǐng)導(dǎo)的。和她一起的還有天文和地球科學(xué)研究中心(ORI-RCA es)ELSI和起源研究所的副教授Ramon Brasser,奧斯陸大學(xué)行星可居住性中心(PHAB)副主任Stephanie C. Werner,以及西南研究所(SwRI)的首席研究科學(xué)家Michelle R. Kirchoff。
他們的論文“土星的古代常規(guī)衛(wèi)星”發(fā)表在《伊卡洛斯》雜志上。

土星最大的衛(wèi)星。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學(xué)院/艾米麗·拉克達(dá)瓦拉、特德·斯特萊克、戈丹·烏加爾科維奇和杰森·佩里
由于樣本返回任務(wù)尚未發(fā)送到土星系統(tǒng),獲得其衛(wèi)星的準(zhǔn)確年齡是非常困難的。Wong和她的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而建立這些衛(wèi)星的隕石坑年表,而不是放射性年代測(cè)定樣本。
通過測(cè)定表面撞擊坑的年代,可以確定這些衛(wèi)星已經(jīng)存在了多長時(shí)間。這一過程的第一步是模擬外太陽系的撞擊率,在外太陽系中,大行星的遷移導(dǎo)致了被移位的tno和其他物體撞擊的時(shí)期。
在之前的一項(xiàng)研究中,Wong和她的同事們從45億年前巨型行星遷移開始,對(duì)外太陽系進(jìn)行了時(shí)間線模擬。然后,他們使用預(yù)測(cè)蒙特卡羅模擬來確定預(yù)期的隕石坑密度,假設(shè)tno遇到巨行星及其衛(wèi)星的兩種不同的大小-頻率分布。這些數(shù)據(jù)結(jié)合在一起,得出了木星、土星和天王星上坑坑洼洼最多的衛(wèi)星的表面年齡,從3.8到4.4不等。十億年。
不幸的是,這些和其他先前的模擬在過去35億年里分辨率很低,因?yàn)樗鼈兡M的星子數(shù)量有限。這使得他們無法獲得低隕石坑密度衛(wèi)星(如土衛(wèi)二)的準(zhǔn)確年齡,而根據(jù)兩種不同大小的TNOs,得出的年齡顯示出明顯的差異。正如他們?cè)谡撐闹兄赋龅?

這張合成圖像由美國宇航局/歐空局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于2018年6月6日拍攝,顯示了環(huán)狀行星土星及其62顆已知衛(wèi)星中的6顆。鳴謝:uux.cn/美國航天局/歐空局
“在這項(xiàng)工作中,我們?cè)诒涞某R?guī)衛(wèi)星上獲得了更準(zhǔn)確的隕石坑年表,可以應(yīng)用于整個(gè)太陽系的歷史。我們根據(jù)類似于內(nèi)太陽系中月球和火星的年齡等時(shí)線,計(jì)算了不同隕石坑直徑的所述衛(wèi)星的模型表面年齡。我們將這一新的年表應(yīng)用于土星內(nèi)部衛(wèi)星,以計(jì)算它們最密集的隕石坑表面的更準(zhǔn)確的模型表面年齡。”
由此,他們計(jì)算出土星常規(guī)衛(wèi)星的新年齡,這比Wong和他的同事先前估計(jì)的年齡大約老了1 . 1億到3億年。他們從這項(xiàng)研究中獲得的土衛(wèi)一和土衛(wèi)二隕石坑平原的年齡估計(jì)值分別為4.16 Ga和4.10 Ga,而特提斯、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五的年齡估計(jì)值約為4.4 Ga,不確定性約為3億年。正如他們所寫的,他們也注意到了這些估計(jì)的一個(gè)有趣的模式:
無論采用何種方法,衛(wèi)星的表面年齡通常遵循隨著軌道距離的增加而增加的模式,除了土衛(wèi)一和土衛(wèi)二:這兩個(gè)內(nèi)部和較小的衛(wèi)星是相反的,它們的表面比特提斯、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五的表面年輕約2億年
這些結(jié)果意味著土星的常規(guī)衛(wèi)星是古老的,這對(duì)于它們的形成和潮汐演化具有意義。他們采用的技術(shù)也適用于木星,天王星,可能還有海王星的衛(wèi)星,讓天文學(xué)家了解了很多關(guān)于這些行星的演化,它們的衛(wèi)星,以及太陽系的歷史。
