研究揭示導致土星自轉軸越來越傾斜的原因

據外媒報道,巴黎天文台天體力學和星歷計算研究所的研究人員發現,土星自轉軸的不尋常傾斜是由於土星衛星在過去10億年里的周期性引力所致。研究人員認為,土星的自轉傾角達到26.73°不是偶然的結果。事實上,根據來自法國國家科學研究中心和巴黎天文台科學家的研究,這是由於復雜的引力「芭蕾舞」。

研究揭示導致土星自轉軸越來越傾斜的原因

這種機制是一種叫做軌道共振的東西。當天體圍繞太陽和其他天體旋轉時,它們會周期性地相互「拉扯」。這是一個非常小的拉力,但隨着時間的推移, 這可以有一個非常大的累積效應。軌道共振的物理原理在概念上類似於推動兒童盪的鞦韆。推力可以非常小,但軌道和擺動的鞦韆之間有着一個自然頻率,在這個頻率上,它自然會振動,所以每一個小的推力都會產生累積性的影響。

這個軌道共振的概念解釋了很多關於軌道天體如何相互作用的問題。以土星為例,研究小組發現,這顆行星自轉軸的傾斜並不像之前認為的那樣,是40億年前與氣態巨行星海王星相互作用的結果,而是受到土星衛星的牽引,尤其是其最大的衛星土衛六。

研究揭示導致土星自轉軸越來越傾斜的原因

科學家通過觀測確定,土衛六和其他土星衛星正在遷移。隨着時間的推移,它們正在遠離土星,就像月球逐漸遠離地球一樣。然而,土星衛星遷移的速度比之前認為的要快,導致土星的自轉軸傾角越來越大。

根據研究,在土星誕生的30多億年後,其自轉軸只有輕微的傾斜。然後,大約10億年前,衛星的運動引發了軌道共振,從宇宙角度來看,迅速增加了傾斜度,這種傾斜度仍在持續。據估計,在接下來的幾十億年里,這種傾斜會變得更加明顯。

該研究發表在《自然天文學》雜志上。

來源:cnBeta