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chanti 2015-8-24 08:12 PM

土星F環與其牧羊犬衛星的來源有新解

日本神戶大學(Kobe University)HYODO Ryuki和OHTSUKI Keiji等人研究顯示:土星的F環和相伴的牧羊犬衛星(shepherd satellite)是土星衛星系統形成過程最後階段的自然結果。                  土星是太陽系第2大衛星,擁有複雜的光環和衛星系統。1979年時,先鋒11號(Pioneer 11)發現就位在主環系統之外數外公里之處的F環。F環非常窄,寬度僅約數百公里,環內外各有一顆牧羊犬衛星,分別為土衛十六(Prometheus普羅米修斯)和土衛十七(Pandora潘朵拉)。雖然後來航海家號(Voyger)和卡西尼號(Cassini)都有對F環和這2顆牧羊犬衛星進行詳細觀測,但始終無法解釋它們的來源。所謂的牧羊犬衛星,是指依靠這些衛星的重力作用,可維持F環內物質聚集而不致於潰散,如同牧羊犬的作用一樣。
                        [url=http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-4.jpg][img=2,250]http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-4.jpg[/img][/url]  如右圖所示:根據最新的衛星形成理論,久遠之前的土星環內物質比現在還多很多,光環會隨著環內粒子互相撞擊或重力交互作用而逐漸向外擴張,當物質移動到夠外面的地方,粒子會藉由重力彼此聚集而形成衛星,而這些成形的衛星會持續向外移動。如此一來,在早期光環物質比較充裕的階段形成的衛星會比較大而比較遠,到後來光環物質變少之後形成的衛星就會比較小而比較近。因此,在衛星形成的最後階段,大量小型衛星趨向於聚集在靠近光環外側邊緣處。
                  另一方面,從卡西尼號的觀測資料來看,在接近主環系統外側邊緣處的小型衛星都擁有緻密核心。因此HYODO等人進行電腦模擬之後,顯示F環和它的牧羊犬衛星是這些有著緻密核心的小型衛星互相碰撞而部分瓦解的殘餘碎片形成的。如下圖為HYODO等人的電腦模擬結果,兩顆有緻密核心的衛星恰在目前F環所在處發生碰撞,但衛星的緻密核心並沒有在這場碰撞中被摧毀,最後殘留下來,成為今日所見的土衛十六和土衛十七這兩顆牧羊犬衛星;至於碰撞產生的殘渣碎屑粒子則在兩顆衛星軌道間逐漸散開,形成今日所見的F環。換言之,F環和它的牧羊犬衛星是土星環與衛星系統形成過程的自然結果。
       
[align=center]                [url=http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-5.jpg][img=2,250]http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-5.jpg[/img][/url][url=http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-6.jpg][img=2,250]http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2015_3rd/2015_08_19_01-6.jpg[/img][/url][/align]

                  透過這項發現,能顯示土星環的現狀其實反應了土星衛星系統的形成與演化過程,並且可幫助天文學家們闡釋太陽系內、甚至太陽系以外之衛星系統的形成。例如:上述的形成機制也可以應用在與土星類似的天王星光環與衛星系統上。
                資料來源:[url=http://www.kobe-u.ac.jp/en/NEWS/topics/2015_08_19_01.html]http://www.kobe-u.ac.jp/en/NEWS/topics/2015_08_19_01.html[/url], 2015.08.19, KLC
「引用自臺北天文館之[url=http://tamweb.tam.gov.tw]網路天文館[/url]網站」

akira006 2015-9-30 10:07 PM

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