天文學家稱土星傾角和星環可能是由一顆“失落的”衛星形成的

據New Atlas報道，土星是幾個太陽系之謎的所在地。利用卡西尼號的數據，天文學家們現在為幾個問題提出了一個簡單的答案–一顆“失落的”衛星在被撕成碎片之前曾經繞着這顆行星運行。

土星最引人注目的特徵是它的星環，主要由小塊的冰組成。長期以來，人們認為這些星環是大約45億年前土星本身形成時留下的物質，但最近的研究表明它們要年輕得多–在1千萬到1億年之間。如果是這樣的話，它們可能是由一顆遊盪得太近的冰冷彗星或衛星形成的。

這顆行星還以27度角傾斜旋轉，相對於它繞太陽運行時的平面。長期以來，人們認為這是由附近的海王星的引力影響造成的，但仔細檢查后發現，土星不再與它的“鄰居”同步。

新研究的天文學家們現在提出了一個可以解釋這兩個謎團的故事。土星曾經有另一顆衛星。這個假設的衛星被研究小組命名為Chrysalis，它的大小與現有的衛星土衛八(Iapetus)差不多，後者的直徑約為1470公里。如果Chrysalis存在，它將與目前的83顆衛星一起圍繞土星運行數十億年。

但是與土衛六和土衛八等其他大衛星的引力相互作用，逐漸使Chrysalis的軌道更加混亂。大約1.6億年前，這顆註定要毀滅的衛星過於接近土星，在那裡被強烈的引力撕碎了。大部分碎片會落在土星上，但有些卻卡在土星周圍旋轉，形成著名的土星環。

這個樣子實際上可能是該行星生命中一個相對較短的階段–其他研究表明，星環可能會在未來1億年左右消失。到那時，火星可能會成為太陽系新的星環攜帶者。那麼，土星的傾斜度如何呢？研究小組說，Chrysalis的引力影響會使其傾斜度與海王星保持共振，因此衛星的消失會使該行星漂移到目前的角度。

研究人員利用卡西尼號在2017年墜入土星大氣層之前的最後一次掃描中收集的數據得出了這個解釋。該探測器測量了該行星的引力場，這使得研究小組能夠對其內部的質量分佈進行建模。由此，他們能夠計算出，土星只是剛剛與海王星不同步，這表明直到最近它都是如此。

接下來，天文學家們研究了要怎樣才能使這顆行星脫離這種“舞蹈”。他們模擬了土星83顆衛星的軌道歷史，並發現這確實有效–但只有在加入第84顆相當大的衛星時才有效。

儘管Chrysalis可能是一個解釋，但研究小組承認，在找到進一步的證據之前，它仍然是一個假說。

“這是一個相當好的故事，但就像其他任何結果一樣，它必須由其他人來檢驗，”該研究的主要作者Jack Wisdom說。“但似乎這個丟失的衛星只是一個蛹，等待着它的不穩定。”

這項研究發表在《科學》雜誌上。