土星環起源的新理論

我們比較一下土星的鄰居木星，可以發現木星環很顯然要比土星環黯淡許多。但是相較於土星只有泰坦這一顆大衛星，木星卻擁有四顆與泰坦大小相近的衛星。如果土星過去也曾經擁有不只一顆這樣的衛星，最後卻因為土星的引力與潮汐力而被摧毀的話，或許有可能造成今日的土星環。美國西南研究所的研究員Canup，利用電腦數值模擬，研究一顆像泰坦這樣的衛星，若是因為土星的引力而盤旋墜入土星，其過程所可能產生的現象。

研究結果顯示，一顆經過分異作用的衛星（內層物質密度較高，外層密度較低），在被扯入洛西極限（Roche limit，當衛星環繞行星的半徑小於此一數值時，衛星的結構將變得不穩定）內之後，其密度較小的外層物質（主要是水冰）會被扯碎，並留在軌道之上；其密度較大的內層物質（主要是岩石與金屬），則會繼續往土星的方向墜入。這顆衛星最後則會在岩石與金屬核心被扯破之前，落入土星之內。而這些被剝落的水冰，於是形成今日的土星環。

說穿了，可能還是因為衛星被扯破才造成土星環的形成。只是藉由電腦模擬的過程，可以讓我們推論出更多的細節來解釋觀測與理論間的矛盾之處。目前卡西尼號太空船仍在土星周圍進行更精確的觀測，配合電腦模擬與理論推導的進展，相信未來將可以更進一步，為我們解開更多天空中的謎題。

原始論文：Canup, Robin M., 2010, Origin of Saturn’s rings and inner moons by mass removal from a lost Titan-sized satellite, Nature, V468, P943–926.