上古碰撞的遗迹：土星星环源于约1亿年前的两颗卫星相撞

研究人员表示，这场碰撞可能也是土星标志性光环的成因。

在太阳系的行星中，土星以其独特的光环和惊人的274颗卫星数量激发着人类的想象。但一项引人注目的新研究重燃了一个理论：一场远古碰撞塑造了土星如今的形态——尤其是其最大的卫星土卫六。

这项获《行星科学杂志》接收待发表的研究，探讨了一个众所周知的谜团：土星环异常年轻的年龄以及土卫六轨道的奇特之处。由SETI研究所领导的研究团队考虑了一种可能性：土卫六诞生于两颗卫星的碰撞，而这次撞击随后导致了土星年轻光环的形成。该论文目前作为预印本发布在arXiv上。

卡西尼号遗留的未解之谜

人类首次近距离观察这颗太阳系第六行星，源自1979年美国宇航局先驱者11号探测器。几年后，旅行者1号和2号也相继飞掠。

但真正让土星清晰呈现在人类眼前的是卡西尼号。这颗探测器长达13年的任务收集了关于土星、其光环及其卫星的宝贵数据，供地面科学家细细剖析。

然而，卡西尼发回的部分数据挑战了天文学家的一些长期认知。例如，土星众多卫星中有几颗拥有奇特、不对称的轨道，与方程式并不完全吻合。土星环的年龄也比预期年轻得多。

此外，土星内部质量在中心处的集中程度远超天文学家所想，这表明围绕土星轨道行为的科学共识存在认知缺口。

一次大胆的假设

2022年，一组天文学家提出，如果土星在大约1亿年前——即其年轻光环据信形成的时期——失去了一颗卫星，这些矛盾或许就说得通了。最新研究对这一假设进行了检验，利用计算机模拟检查是否存在一颗额外的卫星，它曾足够靠近土星，从而形成光环。

研究团队在论文中指出，当然，这种碰撞的影响必须与现今土星卫星的分布和特征相符。据此，研究中一个持续出现的模拟异常现象为研究人员提供了良好的切入点。

"土卫七是土星主要卫星中最小的一个，它为我们提供了关于该卫星系统历史的最重要线索，"该研究的主要作者、SETI研究所研究员马蒂亚·丘克在一份声明中表示。

具体来说，添加一颗不稳定的额外卫星会反复导致我们已知真实存在的土卫七从模拟中消失，这让研究人员意识到情况有异。团队还注意到，土卫七的轨道与土卫六的轨道相互锁定，但这种轨道锁定可能也只持续了几百年左右。

不是一颗，而是两颗

团队最终得出了一个可能的情景：如果早先存在的不是一颗，而是两颗卫星呢？如果一颗所谓的"原土卫六"与一颗较小的"原土卫七"合并，这将解释土卫六表面普遍缺乏撞击坑的现象。研究人员补充说，如果在合并前，一个较小的天体扰动了土卫六的轨道，那么土卫六拥有偏心轨道也就说得通了。

随后，土卫六合并事件附近的碎片可能聚集形成了土卫七——一颗不对称、表面凹凸不平的卫星，其外观或许正配得上这样一个狂野不寻常的起源故事。

至于土星环，研究人员惊讶地发现，土卫六的偏心轨道远比预期更频繁地导致土星内侧卫星轨道失稳。这将使较小卫星的轨道失稳，迫使它们走上极端轨道，最终引发大规模碰撞，形成光环。

尽管如此，研究团队如今正寄希望于美国宇航局的蜻蜓号任务，该任务将于2034年抵达土卫六，以深入探究这一谜团。他们表示，由于新研究主要侧重于模拟，蜻蜓号带来的全新数据将使他们能够对这项假设进行检验。

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