在土星上的日夜,太阳系的照耀是彻底的,毁灭性的闪亮。当然,它不像地球那样有人类居住的闪光;它所拥有的是壮观的光环。
在土星的夜面,它的影子落在它的部分光环上,一条被称为“终结者”的线把它们锐利地划分为黑夜和白天。
上图显示的是2006年11月5日由空间探测器“卡西尼号”拍摄的四张照片拼接而成的图片,这距离“卡西尼号”抵达土星执行其13年的观测任务仅有几年时间。
在图像的顶部,光环处于阴影中;其底部在阳光下,冰粒子反射着明亮的光。
(美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验/空间科学研究所)
这些光环跟随着与土星相同的轨道方向,并围绕着土星的赤道旋转。但是环上的旋转周期各不相同。土星每10小时33分钟自转一周。
光环的最里面的部分要快很多——D环的内缘大约每5小时旋转一周。但是你走得越远,它的速度就越慢——F环的外缘每15个小时左右旋转一周。
图解:倾斜的(4度角)卡西尼号的影像,由左至右依序为土星的C、B和A环,F环在上图以完整尺寸检视且萤幕亮度足够时隐约可见。上图:由卡西尼号的小角度摄影机以自然的颜色拍摄受光面的环,并拼接而成的影像,拍摄的时间是2004年12月12日。下图:基于在2005年5月3日无线电掩星的观测的模拟图像,颜色为环中颗粒的大小。
确切地说,阳光照射到土星环上的程度是根据土星7.5年每季的季节而变化的。
在大约每15年出现一次的春分日,土星环直接侧对着太阳,这意味着它们得到的直射光很少,土星环上的阴影最长。这大约持续四天。
光环! (美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验/空间科学研究所)
这意味着土星的夜面在春分时是最暗的,因为几乎没有光环——阳光从反射环上反射回来,微弱地照亮了土星的暗面。
图解:背光的E环,和恩塞拉都斯的侧影,这颗卫星的南极喷发出的光辉在下方。
在下图中,你可以看到大部分土星是被光环照亮的(只有左下方的那一小片新月是被阳光照亮的,其余的都是被光环照亮的)。
(美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验/空间科学研究所)
在二至点-再每隔15年左右,在春分和秋分中间——土星在向太阳倾斜26.75度的最大轴倾角上,它的影子很短,甚至没有达到一个环的外缘, 所以这时光环在土星一年中受到的光线最多。
这可以从下图中看到,摄于2004年5月,冬至后两年。
(美国国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验/空间科学研究所)
因此,二至点期间的光环使得土星在北半球或南半球的夜面更加明亮,这取决于夏至是在北半球还是南半球(冬半球仍然会有一点光环,但不会有那么多)。
如果你想看看土星的光环,夏至也是观赏土星的最佳时间,因为那是它们最佳的观赏角度。
图解:巨大的菲比环使土星的主环相形见拙。插图:史匹哲太空望远镜以24微米波长拍摄环的部分影像。
最近的一次夏至是在2017年5月,但如果你想用望远镜去看那里的话,土星环仍然处于一个倾角较小状态(还会持续几年)!
下一次春分点,也就是光环侧对的时候,将在2025年5月初。下一个夏至将在2032年4月。
如果你想尝试一下对土星的摄影技术——它非常上镜——你可以试着随着季节的变化来跟踪土星倾斜的变化。