作业帮土星A,B环中间为什么会有断裂?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/14 10:43:27
土星A,B环中间为什么会有断裂?
土星A,B环中间为什么会有断裂?
土星A,B环中间为什么会有断裂?
1675年,J.D.卡西尼发现,土星环并不是一个完整的光环.在
光环的周围有一条暗线,把光环分成内外两部分.外面的一部分比
较窄,而且不如里面那一部分亮,看起来像是两个环套在一起.从
那以后,土星环一直被认为是由几个环组成的,这条暗线现在叫做
卡西尼缝.
1826年,德国血统的俄国天文学斯特鲁维把外面的环命名为A
环,把里面的环命名为B环.1850年,美国天文学家W.C.邦德宣称,
还有一个比B环更靠近土星的暗淡光环.这个暗淡光环就是C环,
C环与B环之间并没有明显的分界.
在太阳系的任何地方都没有像土星环那样的东西,或者说,用
任何仪器我们也看不到任何地方有像土星环那样的光环.诚然,我
们现在知道,围绕着木星有一个稀薄的物质光环,且任何像木星和
土星这样的气体巨行星都可能有一个由靠近它们的岩屑构成的光环.
然而,如果以木星的光环为标准,这些光环都是可怜而微不足道的,
而土星的环系却是壮丽动人的.从地球上看,从土星环系的一端到
另一端,延伸269,700公里（167,600英里）,相当于地球宽度的21倍,
实际上几乎是木星宽度的2倍.
土星环到底是什么呢?J.D.卡西尼认为它们像铁圈一样是平滑的
实心环.可是,1785年拉普拉斯（后来他提出了星云假说）指出,
因为环的各部分到土星中心的距离不同,所以受土星引力场吸引的
程度也会不同.这种引力吸引的差异（即我前面提过的潮汐效应）
会将环拉开.拉普拉斯认为,光环是由一系列的薄环排在一起组成
的,它们排列得如此紧密,以致从地球的距离看去就如同实心的一
样.
可是,1855年,麦克斯韦（后来他预言了电磁辐射宽频带的存
在）提出,即使这种说法也未尽圆满.光环受潮汐效应而不碎裂的
惟一原因,是因为光环是由无数比较小的陨星粒子组成的,这些粒
子在土星周围的分布方式,使得从地球的距离看去给人以实心环的
印象.麦克斯韦的这一假说是正确的,现在已无人提出疑义.
法国天文学家洛希用另一种方法研究潮汐效应,他证明,任何
坚固的天体,在接近另一个比它大得多的天体的时候,都会受到强
大的潮汐力作用而最终被扯成碎片.这个较小的大体会被扯碎的距
离称为洛希极限,通常是大天体赤道半径的2.44倍.
这样,土星的洛希极限就是2.44乘以它的赤道半径60,000公里,
即146,400公里,A环的最外边缘至土星中心的距离是136,500公里
（84,800英里）,因此整个环系都处在洛希极限以内.（木星环也
同样处在洛希极限以内.）
很明显,土星环是一些永远也不能聚结成一颗卫星的岩屑（超
过洛希极限的岩屑会聚结成卫星——而且显然确实如此）,或者是
一颗卫星因某种原因过分靠近土星而被扯碎后留下的岩屑.无论是
哪一种情况,它们都是余留的一些小天体.（被作用的天体越小,
潮汐效应也就越小,碎片小到某个程度之后,就不再继续碎裂了,
除非两个小天体相互间偶尔碰撞.）据估计,如果将土星环所有的
物质聚合成一个天体,结果将会是一个比我们的月亮稍大的圆球.
昨天的探索发现正好讲到这个问题.