原标题:慕容云海送错项链了！土星不仅有环，还会下雨呢

在西方神话中，土星光环被视为爱神的彩云项链，传说相爱的情侣要是看到土星光环会被爱神保佑。于是不少情侣选择土星项链当定情信物，比如这条曾经火遍大街小巷的楚雨荨同款。

剧中，慕容云海就是拿着这条土星项链向女主角告白的

日版道明寺也送过土星项链

相信随着翻拍次数增加，关于土星项链的设计款式会越来越多。但是，本AI不得不提醒一下以后出场的道明寺们更新一下设计细节。

因为，科学家们发现土星光环会下雨！

每一秒，土星环都会向土星的云层播散大约数百千克的水冰、有机分子和其他微小的颗粒。

土星光环如此神秘迷人，人类当然要派空间探测器去看看。卡西尼号就曾被派去当了土星20多年的“专职摄影师”，在它执行任务的最后几周里，卡西尼号先后22次从土星和它的光环之间穿过，品尝到了光环雨。这也让科学家终于有机会直击土星及其光环间惊艳而复杂的相互作用。

这并非只是一项难懂的学术研究，还朝着揭开土星系统亘古不变的谜题迈进了一步，这个谜题便是——这个太阳系中最著名的光环系统是如何起源的？它的年龄又有多大？了解光环的成分及其播散粒子的速率，可以为了解土星历史提供关键线索。

在任务最终阶段，卡西尼号探测器飞行于土星及其光环系统之间 | NASA

“是不是我们足够幸运，才刚好生活在这样一个土星拥有华丽光环的时期？”美国科罗拉多大学的肖恩·徐（Sean Hsu）问道，“如果大质量的光环是新近才形成的，它会对土星其他的冰质卫星施加什么样的影响？这个问题想来也很有意思。”

卡西尼号坠毁前的图像，显示了土星的夜晚侧，它会在那里坠入土星的大气层。可以看见，土星的云层被光环反射的光照亮 | NASA、JPL-Caltech、Space Science Institute

1

神秘的光环雨

有物质会从土星环降落下来，这并不让人意外，几十年来，理论和观测都支持这一论断。但这些物质究竟如何在该系统中运动，有多少会从土星的天空中落下，以及它们会如何改变云顶下方的化学特性，这些问题的答案此前并不清楚。

现在，《科学》杂志上发表的3篇论文报道了土星上光环雨的细节。这些论文采用了2017年底卡西尼号坠入土星前“伟大终章”轨道后期的一系列观测数据。

在从土星及其光环间的缝隙呼啸而过时，卡西尼号的运动速度高达每小时110 000千米——远远超出了星载仪器设计所能应对的上限。对于力图解释这些数据的科学家来说，如此高的速度着实是一项挑战。

“他们为此作了各种努力，最终弄清楚了仪器返回的数据，”NASA的杰克·康奈尼（Jack Connerney）说，“这完全超出了科学家最初的设计和经验。”

2017年9月14日，卡西尼号在坠毁前拍摄到了土星及其光环的华丽影像 | NASA、JPL-Caltech、Space Science Institute

在这个窄缝中，卡西尼号测量了环的质量、土星的重力及磁场，还“品尝”了数百个光环颗粒。它携带的3台设备迅速研究了这些颗粒，每一台都可以“尝出”颗粒的不同味道。

结果与预期并不相符。

土星的天空中漂浮着一个意料之外的粒子层，其中纳米尺度的粒子会与土星大气分子发生碰撞，最终向内漂移，沿着土星赤道降落下去。肖恩·徐说，“在卡西尼进入‘伟大终章’轨道之前，我们完全不知道还有这些粒子存在。”

其他设备发现，下落的光环颗粒中包含有机分子，例如甲烷、丁烷、丙烷，以及一些富含硅酸盐的颗粒。带有强电荷的颗粒，由于会沿着土星的磁力线运动，绝大多数都降落到了土星南半球，其他的颗粒则沿着土星的赤道下落。

根据卡西尼号最新的数据，这幅图显示了土星环雨的化学构成 | NASA/JPL/SWRI

水冰占据了土星光环的95%～99%，但科学家在光环雨中发现的水，却没有预期的这么多。NASA艾姆斯研究中心的杰夫·库齐（Jeff Cuzzi）对此有一个解释：一个此前未被探测到且紧靠D环的辐射带，把冰质颗粒物中的水剥离掉了。根据这个解释，在更靠近土星的地方探测到的粒子，很可能是能抵御辐射的物质，例如硅酸盐和有机物。

2

降雨量成谜

更令人困惑的是，对于有多少物质正在落入土星大气层，3个科学家小组都作出了估计，结果却差别巨大。这很可能是他们是在土星周围不同位置对不同物质进行测量的结果。

一个团队认为，每秒钟约有4.5千克的纳米颗粒正从土星的D环落向土星——这是最低的。另一个团队则发现，光环雨每秒包含了45000千克的水冰、有机物和硅酸盐粒子——这是最高的。

科学家认为，后者也许是光环物质降落量临时增加所致，很可能源于最近的一次彗星碰撞。但如果这个值是稳定不变的，库齐指出，那就说不通了。光环中并没有足够多的物质，能够维系光环中的颗粒以如此高的速度下降。

库齐说，虽然土星上肯定有光环雨，但现在就尝试用不同的雨量来估算光环的年龄还为时过早。

“原则上，通过测量来自光环的物质量来估计光环的年龄是个很好的想法，”库齐说，“但就像许多的好想法一样，实现起来却很复杂。”

2017年9月15日，卡西尼探测器坠入土星自毁。在它拍摄的最后一批图像中，可见土星的冰质卫星土卫二躲在土星的后面 | NASA、JPL-Caltech、Space Science Institute

3

土星环是如何形成的？

不过，卡西尼号的新结果仍有助于解答另一个谜题：土星环最初是如何形成的？根据共有的成分，目前科学家手头的数据都指向了同一个答案：有一颗卫星或彗星解体了。

此外，库齐指出，土星C环中包含奇怪的富硅酸盐物质，这与有一颗卫星被瓦解所留下迹象相符。在卫星形成和成长的过程中，其内部会被加热，富含硅酸盐的岩石会熔化并沉入核心，而较轻的冰质物质会形成卫星的地幔。

在土星瓦解这颗假想卫星的时候，来自该卫星核心的碎石逗留在较厚的C环中，而冰质且含水的地幔则形成了明亮的A环和B环。

在一个已经相当稳定地存在了数十亿年的系统里，这一事件如何在最近的几亿年里发生，仍是个开放的问题。另一个问题则是，土星究竟如何与这颗被瓦解的卫星相互作用。

“最终的答案还不得而知，”康奈尼说，“但其中许多部分的轮廓已经浮现。”

作者：Nadia Drake