土星环“消失”现象引热议,15年一遇奇观背后的科学真相

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02-14 18:11

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在恒星际的广袤荒原上,游荡着无数孤独的影子。它们是流浪行星,不属于任何恒星系,没有阳光,也没有季节。它们在绝对的黑暗中漂浮,本身不发光,也不反射光,对天文学家而言,寻找它们无异于在黑夜里寻找一只黑猫。但这只黑猫偶尔会干扰背景里的星光。根据广义相对论,有质量的物体会弯曲时空。当一颗流浪行星恰好经过地球和一颗遥远恒星之间时,它的引力会像透镜一样,把背景恒星的光线聚焦、放大。对于地球上的观测者,那颗恒星会莫名其妙地突然变亮,接着又暗下去。这种现象被称为“微引力透镜”。这是人类目前窥探这些黑暗流浪者的唯一窗口。通过这一窗口,天文学家发现了一个奇怪的规律:我们看到的流浪行星,要么很小,像地球这样的岩石星球;要么很大,是比木星还巨大的气态巨行星。而在“小个子”和“大个子”之间,存在一个明显的断层。统计数据中,中等质量流浪行星的数量几乎为零。这个神秘的空白区,被天文学家称为“爱因斯坦沙漠”。之所以会出现这片沙漠,可能与流浪行星的身世有关。一种起源是“被踢出家门”,行星在混乱的恒星系形成初期被引力弹射出来,这通常发生在质量较小的行星身上;另一种起源是“失败的恒星”,它们像恒星一样由气体云坍缩而成,却因原料不足没能点火,这类通常是大块头。两类起源各占两头,中间自然就断开了。至少理论如此。打破僵局的时刻发生在2024年5月初。地面的微引力透镜观测网捕捉到了一个代号为“OGLE-2024-BLG-0516”的信号。但这只是通常的观测,真正的好运来自距离地球150万公里的深空。欧洲航天局的盖亚(Gaia)空间望远镜,当时正以一个完美的角度运行在轨道上。它不仅看到了这次微引力透镜事件,而且信号亮度达到峰值的时间,比地球晚了整整两个小时。这是因为盖亚距离地球足够远,观测位置与地面存在一个夹角,也就是视差。这就像你分别闭上左眼和右眼看手指,手指的位置会移动。利用这两个小时的时间差,天文学家通过复杂的三角几何计算,精确锁定了那颗“透镜”的距离和质量。这是一个土星大小的行星,质量约为木星的0.2倍。它不偏不倚,正落在那片荒芜的“爱因斯坦沙漠”中央。这是人类首次在这一质量区间确认流浪行星的存在。它的发现暗示了行星形成理论的边界:一颗土星大小的气态行星,或许是被原有星系“踢出来”的质量上限。再重一点,引力束缚太强,就踢不动了;再轻一点,就是常见的岩石行星。它孤独地悬在两种命运的交界点上。当然,科学总是伴随着谨慎。单一的样本还不足以彻底填平“爱因斯坦沙漠”,这可能仅仅是一次极小概率的幸存者偏差。根据现有模型,即便这片沙漠真的存在,我们也仍有27%的概率在这里碰到一颗迷路的行星。为了搞清这究竟是沙漠中的绿洲,还是海市蜃楼,我们需要更多的眼睛盯着那片黑暗。在那不可见的深渊里,究竟还有多少土星大小的幽灵在无声穿行,答案只能交给时间。~~~~~~图为流浪行星的艺术想像画,来源:NASA/JPL-Caltech信源:Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adv9266
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开眼了!“细如刀锋”的土星环正在高清亮相!
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1. 在恒星际的广袤荒原上,游荡着无数孤独的影子。它们是流浪行星,不属于任何恒星系,没有阳光,也没有季节。它们在绝对的黑暗中漂浮,本身不发光,也不反射光,对天文学家而言,寻找它们无异于在黑夜里寻找一只黑猫。但这只黑猫偶尔会干扰背景里的星光。根据广义相对论,有质量的物体会弯曲时空。当一颗流浪行星恰好经过地球和一颗遥远恒星之间时,它的引力会像透镜一样,把背景恒星的光线聚焦、放大。对于地球上的观测者,那颗恒星会莫名其妙地突然变亮,接着又暗下去。这种现象被称为“微引力透镜”。这是人类目前窥探这些黑暗流浪者的唯一窗口。通过这一窗口,天文学家发现了一个奇怪的规律:我们看到的流浪行星,要么很小,像地球这样的岩石星球;要么很大,是比木星还巨大的气态巨行星。而在“小个子”和“大个子”之间,存在一个明显的断层。统计数据中,中等质量流浪行星的数量几乎为零。这个神秘的空白区,被天文学家称为“爱因斯坦沙漠”。之所以会出现这片沙漠,可能与流浪行星的身世有关。一种起源是“被踢出家门”,行星在混乱的恒星系形成初期被引力弹射出来,这通常发生在质量较小的行星身上;另一种起源是“失败的恒星”,它们像恒星一样由气体云坍缩而成,却因原料不足没能点火,这类通常是大块头。两类起源各占两头,中间自然就断开了。至少理论如此。打破僵局的时刻发生在2024年5月初。地面的微引力透镜观测网捕捉到了一个代号为“OGLE-2024-BLG-0516”的信号。但这只是通常的观测,真正的好运来自距离地球150万公里的深空。欧洲航天局的盖亚(Gaia)空间望远镜,当时正以一个完美的角度运行在轨道上。它不仅看到了这次微引力透镜事件,而且信号亮度达到峰值的时间,比地球晚了整整两个小时。这是因为盖亚距离地球足够远,观测位置与地面存在一个夹角,也就是视差。这就像你分别闭上左眼和右眼看手指,手指的位置会移动。利用这两个小时的时间差,天文学家通过复杂的三角几何计算,精确锁定了那颗“透镜”的距离和质量。这是一个土星大小的行星,质量约为木星的0.2倍。它不偏不倚,正落在那片荒芜的“爱因斯坦沙漠”中央。这是人类首次在这一质量区间确认流浪行星的存在。它的发现暗示了行星形成理论的边界:一颗土星大小的气态行星,或许是被原有星系“踢出来”的质量上限。再重一点,引力束缚太强,就踢不动了;再轻一点,就是常见的岩石行星。它孤独地悬在两种命运的交界点上。当然,科学总是伴随着谨慎。单一的样本还不足以彻底填平“爱因斯坦沙漠”,这可能仅仅是一次极小概率的幸存者偏差。根据现有模型,即便这片沙漠真的存在,我们也仍有27%的概率在这里碰到一颗迷路的行星。为了搞清这究竟是沙漠中的绿洲,还是海市蜃楼,我们需要更多的眼睛盯着那片黑暗。在那不可见的深渊里,究竟还有多少土星大小的幽灵在无声穿行,答案只能交给时间。~~~~~~图为流浪行星的艺术想像画,来源:NASA/JPL-Caltech信源:Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adv9266

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6. 今天土星就又回到双鱼座了,土星所在的领域对应的挑战到底是什么呢,今天细说一下。首先四个主要轴线的人,双子、处女座、射手、双鱼面临的挑战都是实打实看得到的,而且都是人生中重要的课题。剩余8个星座也不是说就不会有挑战,只是相对我们生活里追求事业、家庭、婚恋来说,其他的挑战很多时候不被人提及。那对双子来说,逆回的土星这一次是一波清算,很多双子如果之前在事业上是稳扎稳打的话,土星的到来反而回让你习得了真正的技能,这一次的回归智慧让你对自己的实力更自信。但是如果之前双子面临一些事业上的问题就得过且过的话,这一次土星回来就有很多预兆,比如很多双子可能会面临风险和名誉问题。对处女座来说,处在婚姻宫的土星在前两年就让很多处女座对婚恋没有信心,并且比较悲观逃避。这次逆回来,只是让你们再次面临一样的课题。比如你买一样东西需要花10块,可是你只有5块,那么土星的课题就是让你真的攒够10块再去买,或者接受现实就买5块的东西。对处女座而言,躲不掉的东西不如直接面对。对射手座而言,一些射手之前是准备买房子/装修/搬家/解决家人的问题,这些棘手的问题你不想直接面对,或者前段时候躲过去了让你喘了口气。那么逆回的土星就是又告诉你,怕麻烦,麻烦还是会来,该解决的这些房产房屋/家庭等问题还是要花时间精力去解决,这对你来说是个大工程,可是解决完可能也就除去了心里的一块大石头。而对双鱼来说,很多双鱼这两年成熟了很多。土星让你直面自己,这包括直面自己的缺点和用非常现实的角度去看待人性的问题。这可以说对双鱼是一个挑战了。我在前面的微博里写到很多时候双鱼是不喜欢用恶意揣度别人的。那么现在问题就变成了,你看到了别人的恶意,看到了环境的恶意,怎么办呢?你是逃避、躲过去,还是拿起武器战斗?问题是永远都解决不完的,很多时候我们要学会和问题共存。

7. 明晚,土星合月!还有...

8. 80mm口径入门级天文望远镜拍摄土星?锐星80ED实拍验证 对于行星观测,虽然大口径长焦距天文望远镜会更占优势,但手边如果已经有现成的小口径,那么反正是玩嘛,也可以物尽其用发挥起来。这期视频我们用锐星光学的80ED来给大家实拍分享一下,80mm口径能拍摄怎样的效果。#天文望远镜看土星 #土星光环 #天文望远镜实拍 #天文望远镜 #天文科普视频

9. 2008年,卡西尼号探测器以每秒18公里的速度,直直撞进了从土卫二表面喷出的冰雾里(图一)。那些冰粒刚从地下海洋喷出来几分钟,还没来得及被太空辐射改变模样,就砸在了探测器的宇宙尘埃分析仪(图三)上。但当时没人知道,这场看似寻常的飞掠,其实捕捉到了一些非同寻常的东西。数据在硬盘里沉睡了将近20年,直到最近,科学家诺扎伊尔·哈瓦贾和他的团队才破解了这些信号的含义。他们在《自然·天文学》上发表的论文显示:那些冰粒里藏着复杂的有机分子,而且是土卫二海底正在制造的新鲜货。~~~~为什么速度很重要在此之前,卡西尼号其实已经在土星光环的E环里发现过有机分子。E环是一圈由冰粒组成的薄雾,绕着土星运行,其中的冰粒大多来自土卫二的喷泉(图二)。但问题是,这些冰粒可能已经在太空中飘了几百年,被宇宙射线轰击得面目全非。科学家无法确定,那些有机分子到底是土卫二本身制造的,还是后来被太空辐射改造出来的。这就是2008年那次高速撞击如此关键的原因所在。哈瓦贾解释说,当冰粒以较低速度撞上探测器时,冰体会碎裂,大量水分子聚集在一起,它们发出的信号会盖过某些有机分子的信号。但当撞击速度达到每秒18公里时,水分子来不及抱团,那些原本被掩盖的有机分子信号就显现出来了。就像是一场精心设计的碰撞实验:速度太慢,看不清内容物;速度刚好,恰能把冰粒里的化学成分一股脑儿倒出来。~~~~海底的化学反应分析结果显示,这些新鲜冰粒里不仅有之前在E环发现过的有机分子,还有一些从未见过的新分子。用化学家的术语来说,这些新发现的分子片段包括脂肪族化合物、杂环酯类或烯烃、醚类或乙基化合物,以及可能含氮和含氧的化合物。这些名词听起来很陌生,但它们在地球上并不罕见。事实上,在地球上,正是这些分子参与了一系列化学反应,最终合成出生命所必需的更复杂分子。比如脂肪族化合物是构成细胞膜的基础,含氮化合物则是蛋白质和DNA的组成部分。这意味着什么?意味着土卫二的地下海洋不是一潭死水,而是一座活跃的化学工厂。海底的热液喷口正在驱动着复杂的化学反应,制造出越来越复杂的分子(图四、图五)。从简单的有机物到能够参与生命过程的复杂化合物,中间有许多可能的路径。而土卫二似乎已经走在这条路上了。~~~~所有条件都齐了如今我们知道,土卫二具备孕育生命的所有基本条件:液态水、能量来源、必需的化学元素,以及复杂的有机分子。它的地下海洋深藏在几十公里厚的冰层之下,海底的热液活动提供着持续的能量和化学原料。那些从南极裂缝喷出的水柱,就像是这颗冰冻卫星给我们寄来的样品包裹。卡西尼号的项目科学家尼古拉斯·阿尔托贝利说,在近20年后还能从卡西尼的数据中挖掘出新发现,真是太棒了。这正是太空任务的长期价值所在。欧洲空间局已经开始规划一项专门针对土卫二的任务。未来的探测器将穿过那些喷泉,甚至降落在南极地形上,直接采集样品(图六)。科学家和工程师正在考虑应该携带哪些现代化的仪器。这次的发现将帮助他们做出更明智的选择。哈瓦贾说,即便最终没有在土卫二上发现生命,这也将是一个巨大的发现。因为这会引发一个严肃的问题:当所有合适的条件都具备时,为什么生命没有出现?在距离地球14亿公里的地方,一颗直径只有500公里的冰冻小卫星,正在它黑暗的海底酝酿着某种可能性。我们还不知道那里有没有生命,但至少现在我们知道,那里正在发生着让生命成为可能的化学反应。~~~~~~图源:1 3 5 6、ESA;2、NASA/JPL/Space Science Institute;4、NASA/JPL-Caltech;信源:Detection of Organic Compounds in Freshly Ejected Ice Grains from Enceladus's Ocean, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02655-y

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15. 美国佛罗里达州的一位房主在清理新买的地产时,从杂草中翻出了一个巨大的金属圆环。这个环的直径大得惊人,足以让好几个人并排站立。经过航天发烧友鉴定,这个看起来像巨型废铁的东西,实际上是人类历史上最强悍火箭——土星五号的级间段。土星五号是送宇航员去月球的功臣,总高度超过 110 米。所谓的级间段,是连接火箭不同舱段的转接环。在火箭发射过程中,第一级负责把这个庞然大物送离地面,当燃料耗尽被扔掉后,级间段也会随之脱离。这些昂贵的组件本该坠入大海,或者在博物馆里吹冷气。这个沉重的铝合金圆环,不像是发射之后脱落的,倒像是任务削减后多余的没飞过的部件。之所以出现在这里,很可能源于半个世纪前佛罗里达州混乱的物资处置。在那个航天竞赛狂飙突进的年代,美国航空航天局处理废弃资产的标准非常粗犷。很多本该熔炼的废品被私人买走,随意堆在农场或工地上。消息传开后,网友们纷纷出主意。有人建议把它漆成银色,当作露天艺术品展示。有人觉得这个圆环的弧度完美,可以改成一座私人天文台。新房主说,他买这块地的时候,并不知道还有这宝贝附送。但这东西他不打算卖,因为实在太沉太大,根本搬不动一点。他把周围的杂草清理干净,让这个有半个多世纪历史的铝合金圆环重新晒到了太阳。现在它就待在花园的一角,成了这块土地上最特别的一件装饰品。图源/信源:Grant Tremblay

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18. 【为啥土星环是多道圆环?】土星强大的引力场使土星环保持圆环状,内部的碰撞导致它又扁又平。此外,土星环内部一些月球大小的冰块环绕着土星运动,清理出了一些很宽的缝,把一道环变成了许多道环。#中国科普博览# CCTV纪录的微博视频

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21. 天文望远镜放大多少倍能看到土星光环?实测分享 土星光环是夜空中非常吸引人的星空目标,这期视频我们来使用入门级80mm口径天文望远镜来目视观测一下,看看不同放大倍数能看到怎样效果的土星光环,希望可以给大家带来些许参考~#天文望远镜看土星 #天文望远镜实拍 #土星光环 #天文望远镜 #天文望远镜体验

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47. 土星环“消失术”!错过要再等15年!2025年11月24日(周一)是今年最后一次土星环“消失”,倾角仅有0.4度。 图123为本月拍摄的土星环最薄时刻,右滑到图4 看近几年土星环倾角变化。其实11月还是能看到很薄的环,真正的消失术发生在今年3月和5月,不过由于离太阳太近,几乎很难拍摄到。图5是我在5月拍摄到的真正的“土星环消失术”。 #探索宇宙 #土星 #宇宙 #科普 #天文

48. 浅究土星环

49. #今日关注 #11月23日凌晨3時至上午9時將發生土衛六凌土星,屆時土星的衛星土衛六將掠過土星表面。24日19時左右,土星環相對地球的傾角迎來一次極小值,僅為0.37度。通過望遠鏡觀測,土星環因幾乎完全側向地球而“消失”,僅能看到一條極細的亮線。兩天之內“土星大戲”將連演兩場,感興趣的公眾不妨一觀。#天文奇观 #生态文明

50. 土星的光环正在消失?一亿年后,它将变成一颗“秃头”行星!

51. 🪐Saturn's rings.土星环最近在“消失”,土星的构造类似一块光盘中间放了一个橙子,它几乎正位于土星的赤道上,偏差不会超过 1°,星环的宽度 20 万千米但厚度却只有几十到几百米。 土星绕太阳一圈需要 29.64 年,所以我们有幸会在 14 年左右的时间会看到消失的光环,这在科学界被称之为“侧式消失”,甚至在特定的时间内你会看到“星环消消乐”这一奇特的现象,星环会连续的消失及重现,但星环不是真正的消失,只是光与影的视觉差异,所以这一切都是阳光在作祟。贵阳冬日的阳光就跟这“星环消消乐”一样只会在特定的时间出现,然后又躲进了厚厚的云里,我们就好似那星环上的水汽循着光就出发咯

52. 穿越土星环面

53. 土星上的美丽光环是什么?它会一直存在吗

54. 未来土星环或消失

55. 土星环正在消失!每秒数吨物质坠落,一亿年后彻底消失

56. 土星放大500倍看正在慢慢消失的土星环

57. 🌌土星,宇宙的珠宝盒。土星的环带堪称宇宙的珠宝盒,每道环缝都藏着天体运行的精妙法则。其风暴与卫星的组合堪称奇观,六边形风暴已持续数十年,规模能横跨大半个地球。 💎环中王者 作为环中王者,土星的环带延伸约28万公里,相当于地球到月球距离的70%。标志性环带由冰块、岩石和尘埃构成,仿佛上帝遗落的钻石项链,让它成为太阳系颜值担当。 🌠卫星家族与遗憾 卫星家族同样精彩:土卫六是太阳系第二大卫星,有浓厚大气层和液态烃海洋,是天体生物学家的重点关注对象;土卫二则喷发出富含水的雨流,暗示地下或有液态水海洋,为生命存在提供可能。 可惜的是,土星环正以每秒约10厘米的速度流失,未来数亿年后可能消失,这将是太阳系的一大损失。 #宇宙探索#土星#天文知识

58. 土星光环:正在消失的宇宙奇迹

59. 为啥土星有土星环,地球却没有?地球:我曾经拥有过

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