天文學家發現 超巨型土星環 - 地球科學討論

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土星向來以擁有複雜大型的行星環系統著稱，但是它的「大」，可能遠超過你的想像！天
文學家利用史匹哲太空望遠鏡，在紅外線波段觀測到了一個巨大的新土星環，其容積可達
十億個地球！台大物理系教授孫維新指出，隨著科學儀器進步，太空觀測將愈來愈有新發
現。

此項驚人的新發現，是由美國國家航空暨太空總署（NASA）在六日宣佈，並隨即刊登在七
日出版的權威學術期刊《自然》上。

台大物理系教授孫維新，聞訊後對這項新發現表示並不特別意外。孫維新表示，隨著科學
儀器進步，更多精良的太空望遠鏡以及探測船升空，自然也就會發現更多以往無法觀測得
到的新細節。

孫維新解釋，目前學界對於星環的成因和環中複雜的交互作用，其實還未完全明瞭，但星
環一般是由受到強大潮汐力拉扯，以致於無法結合或重新結合的塵埃顆粒所組成。他舉例
說，這次發現的新土星環，甚至是火星與木星之間的小行星帶，都是受到潮汐力的影響，
才會無法結合成星體，只能以塵埃粒子的形式存在。

這次新發現的「菲碧環」，位在距土星本體約100倍至300倍土星半徑內的廣大範圍間，厚
度則有「超厚」的20倍土星直徑，刷新太陽系內單一行星環體的大小紀錄，同時也更鞏固
了土星「眾環之星」的寶座。

科學家相信，菲碧環的成因和土衛九菲碧有密切的關係，極可能是由小行星撞擊土衛九後
，噴散至太空中的塵粒所形成。

觀測資料顯示，土衛九大約在距離土星215倍土星半徑的位置上，繞行土星逆行公轉，正
好位於菲碧環中央，而且構成菲碧環的塵埃粒子，也同樣是以逆行軌道繞土星公轉，為兩
者之間具有關聯的絕佳證明。

事實上，菲碧環的存在，在七〇年代就為美國康乃爾大學的天文學教授約瑟夫．伯恩所預
測，以用來解釋土衛八艾佩特斯怪異的雙色外表。一般認為，這次菲碧環的發現，最大的
科學意義在於證實了約瑟夫．伯恩的猜想。

土衛八以順行軌道繞行土星，並且因為潮汐鎖定的緣故，和土星呈同步自轉，其軌道順向
面為反照率僅0.03至0.05左右的暗區，和反照率有0.5至0.6，位於背向面的亮區呈強烈對
比。

NASA的科學家現在相信，菲碧環中的塵埃粒子在受到陽光照射後，產生反應而暗化，隨後
漸漸墜落在土衛八的順向面上。這些暗塵所產生的暗班，會吸收更多太陽光，使得順向面
溫度升高，讓表面的冰昇華成水汽之後，轉移至溫度不那麼高的背向面凝結。

如此一來，失去冰層的順向面越來越暗，背向面則隨著水冰累積，反照率越來越高，陷入
一種正回饋的過程，才造就了今日如「黑白郎君」一般的土衛八。


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