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上面这张土星F环的照片是由15张卡西尼照片拼接而成的，展示了土卫十六是如何每隔14.5小时 就在它的椭圆轨道上靠近和远离光环一次，从而在光环上刻划出一道道伤痕的。 Credit: NASA/JPL/Space Science Institute点击这里下载大图 卡西尼（Cassini）成像小组成员的新发现表明，土星狭窄而扭曲的F环上的显著结构可以被理解为光环与小卫星土卫十六普罗米修斯（Prometheus）之间的简单引力相互作用。这项结果将被发表在本周的《自然（Nature）》杂志中。 F环一向以展示出异常的结构而声名狼藉，比如“结块”、“纠结”和“团块”，它们仍然在困扰着天文学家们。卡西尼的照片已经表明，土卫十六的引力作用似乎产生了F环中的规则图案，包括纤细的光环内部物质中的一系列 沟槽或刻痕，以及短暂连接在光环与卫星之间的颗粒“飘带”。 土卫十六只有大约100公里（60英里）宽，就在F环内侧围绕着土星公转。卡西尼成像科学家的发现表明，土卫十六在它的椭圆轨道上每隔14.7小时就靠近和远离光环一次，这时它就会产生出这样的结构。 作为一颗定期闯入光环之中的一颗卫星，这种现象为理解光环与卫星间的相互作用提出了独一无二的挑战。 利用卡西尼的数据，研究小组发展出一种模型，显示了这样一种机制，当土卫十六从最靠近F环的地点渐渐远离时，它的引力会从光环中提取出物质。受到影响的颗粒并不会脱离F环区域；相反，它们的轨道受到了土卫十六的影响而发生了改变，使得它们在光环之中来回振荡。近距离接触之后，经过一个轨道周期，这种影响就会在光环内部产生出可见的暗沟或刻痕，以及 沟槽之间窗帘状的结构——与卡西尼拍摄的照片完全一致。通过这种方式，土卫十六即使移开了很远，仍然会在F环中留下它的印记。 卡西尼成像科学子系统小组成员，论文的第一作者英国伦敦大学玛丽皇后学院的卡尔·默里博士（Carl Murray）说，“作为F环两颗守护卫星中距离更近、质量更大的那颗，土卫十六总是被当成这条窄环中出现的任何变化的最可能的罪魁祸首。我们的模型为F环中被检测到的复杂结构的起源提供了一种看似合理的机制，指出飘带、 沟槽和许多其他的现象都可以被理解为是一颗卫星对光环颗粒的简单引力作用。” 随着时间的流逝，土卫十六被认为会越来越靠近F环，从而产生更极端的扰动，这种现象会在2009年12月达到顶峰，那时它们的轨道间距会达到最小值。 论文的合作者之一，康耐尔大学的成像小组成员约瑟夫·伯恩斯博士（Joseph Burns）说，“我们迫切地想了解，这颗卫星会对这条已经被扭曲的狭窄光环做些什么，并且还想知道，这些光环颗粒会不会击中土卫十六，改变它的表面。” 默里补充说，“我们将我们已经发展出来的模型视为理解这种过程的第一步。最终这类研究将帮助我们理解行星是如何形成与演化的。” 这项发表在《自然》杂志上的论文是由伦敦大学玛丽皇后学院、康耐尔大学和空间科学研究所的卡西尼成像科学家们合作完成的。 卡西尼-惠更斯任务是NASA、欧洲航天局和意大利太空署的一项合作项目。喷气推进实验室（JPL）负责管理卡西尼-惠更斯任务。卡西尼轨道飞行器和它的两架相机是由JPL设计、研发和装配的。成像小组是由来自于美国、英国、法国和德国的科学家所组成的。 |
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