土星曾经的一颗卫星Chrysalis破碎后形成土星环
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：一项新探究显示，一次“擦肩而过”或许将土星的卫星打成碎片，进而最后形成了土星环。土星环围绕着该行星的赤道旋转，是该行星倾斜旋转的一个显著指标。这个带状的荣耀MagicTips气体庞然大物以26.7度的角度旋转，相针对它绕太阳管理的平面。
由于土星的倾斜，就像一个旋转的陀螺，其速度差不多跟它的邻居海王星的轨道一样，天文学家持久以来一直怀疑这种倾斜来自于跟海王星的引力相互作用。
但是麻省理工学院和其他地方的天文学家开展的一项新建模探究察觉，尽管这两颗行星或许曾经同步，有些爱情，爱而不得但土星后来已然摆脱了海王星的牵引。那么是什么导致了这种行星的重新排列？探究小组提出了一个经过缜密评测的假说：一颗失踪的卫星。他们的探究于9月15日发表在《科学》上。
在这项探究中，探究小组提出，今日拥有83颗卫星的土星曾经至少还藏有一颗，这是一颗额外的卫星，他们将其命名为Chrysalis。天文学家觉得，Chrysalis和它的兄弟姐妹们一起围绕土星管理了几十亿年，以一种维持其倾斜度跟海王星共振的方式拉扯着这颗行星。
但是官方独立游戏报道探究小组估计，大约在1.6亿年前，Chrysalis着手变得不稳定，并在一次擦肩而过的遭遇中因离自己的行星太近从而将这颗卫星拉开。卫星的损失足以使土星脱离海王星的控制并使其呈现出今日的倾斜。
另外，天文学家推测，尽管Chrysalis的大若干碎片或许已然撞击了土星，但它的一小若干碎片或许仍悬浮在轨道上，最后破碎成小的冰块并形成了这颗星球标志性的环。
所以，Chrysalis--这颗失踪的卫星可以阐释两个持久存在的谜团：土星如今的倾斜度和它的星环的年龄，过去估计它的社区话题测评年龄约为1亿年--比行星本身年轻得多。
“就像蝴蝶的蛹一样，这颗卫星持久处于休眠状态，后来忽然变得活跃起来，星环呈现了，”Jack Wisdom说道。他是这项新探究的论文第一作者，也是麻省理工学院的行星科学教授。
该探究的共同作者含有麻省理工学院的Rola Dbouk、加州大学伯克利分校的Burkhard Militzer、亚利桑那大学的William Hubbard、加州大学圣克鲁兹分校的Francis Nimmo和Brynna Downey及韦尔斯利学院的Richard French。
一个提升的时刻
在21世纪初，科学家们提出了这样一个观点：土星的轴线倾斜是由于该行星陷入了与海王星的共振或引力关联。但是NASA的卡西尼号航天器在2004年至2017年期间围绕土星开展的观测为这个难题带来了新的转机。科学家们察觉，土星最大的卫星--土卫六正以比预期更快的速度远离土星，据悉，它在以每年约11厘米的速度迁徙。土卫六的高效迁移以及它的引力使科学家们得出结论，这颗卫星很或许是负责倾斜并使土星跟海王星维持共振的。
但是这一阐释取决于一个首要的未知因素。土星的惯性矩，也就是品质在行星内部的分布。土星的倾斜或许表现得各异，这取决于物质是更多地集中在其核心还是朝向表面。
“以便在这个难题上获得进展，我们必须确定土星的惯性矩，”Wisdom说道。
失去的元素
在新探究中，Wisdom和他的同仁们运用卡西尼号在其Grand Finale中开展的一些最后的观测来确定土星的惯性矩。在这一阶段中，航天器开展了极其紧密的接近，从而精确绘制了全部行星周围的引力场。引力场可用于确定该行星的品质分布。
Wisdom和他的同仁对土星的内部开展了建模并确定了跟卡西尼号观察到的引力场相匹配的品质分布。令人惊讶的是，他们察觉这个新确定的惯性矩使土星接近，但刚好在跟海王星的共振之外。这两颗行星或许曾经是同步的，但如今不再是了。
“然后我们就去寻找让土星脱离海王星的共振的方法，”Wisdom说道。
先是，探究小组开展了模拟，他们将土星及其卫星的轨道动力学向后演变，以此来观察现有卫星之间是否有任何自然不稳定因素可以作用行星的倾斜。据悉，这一检索结局是空的。
所以，探究人员重新审查了刻画行星前倾的数学方程，也就是行星的旋转轴如何随时间转变。这个方程中的一个项有来自所有卫星的贡献。探究小组推断，假如从这个总和中移除一颗卫星，那么它或许会作用到行星的前行。
难题是，那颗卫星要有多大的品质以及它要历程怎样的动力学过程才能使土星脱离海王星的共振？
Wisdom和他的同仁们开展了模拟以确定卫星的属性，如它的品质和轨道半径及将土星从共振中剔除所需的轨道动力学。
最后他们得出结论，土星当下的倾斜是跟海王星共振的结局，而卫星Chrysalis的损失约是土星第三大卫星--iapetus的大小，这使得它能够摆脱共振。
在2亿到1亿年前的某个时候，Chrysalis进入了一个混乱的轨道区，其历程了跟Iapetus和Titan的多次亲密接触，并最后离土星太近，进而在一次擦肩而过的遭遇中，卫星被撕成了碎片，最后只留下一小若干身为一个布满碎片的环状物环绕着这个星球。
他们察觉，Chrysalis的消失不只阐释了土星的早衰和它今日的倾斜，并且还阐释了它壮观的星环形成的晚期。
“这是一个相当好的历程，但就像其他的结局一样，它将必须由其他人来测试，”Wisdom说道，“但是看起来这个丢失的卫星只是一个蛹，等待着它的不稳定。”