土星上的一天有多长？利用土星环这个“地震仪”，这一谜团终被解开

经过几十年的不确定，科学家终于计算出土星上一天的长度。

土星独特的磁场和无地标的地表长期以来一直阻碍着科学家确定其自转速率的能力。

但是，多亏了卡西尼号的数据，他们现在已经解开了这个谜团。

土星环上的粒子捕捉到的振动第一次为了解土星内部的运动提供了一个窗口，揭示了这颗冰冷行星上的一天只持续10小时33分38秒。

根据发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究，土星环上的粒子对土星内部的振动的反应就像地震仪对地震的反应一样。

这就产生了可测量的波动模式。

加州大学圣克鲁兹分校(UC Santa Cruz)的研究生克里斯多夫•曼科维奇(Christopher Mankovich)说，土星环上的粒子对重力场没有影响，但会感觉到重力场中的这些振荡。

“在环上的特定位置，这些振荡在轨道上的合适时间捕捉环上的粒子，逐渐积累能量，而这些能量作为可观测的波被观测到。”

先前科学家们认为，根据其磁场估计，土星日约为10小时39分23秒，这是根据1980年代旅行者号宇宙飞船捕捉到的无线电信号得出的。

另一些人基于卡西尼号的数据，认为它可能会是在10小时36分钟到10小时48分钟之间的任一时间。

然而，土星的磁场并不是计算土星日的可靠信息来源，因为它几乎与行星的旋转轴完全一致。

“卡西尼号”项目的科学家琳达·斯皮尔克(Linda Spilker)说:“研究人员利用土星环上的波浪窥视土星内部，然后从里面探测出了我们长久以来一直在寻找的这颗行星的基本特征。”

“这是一个非常可靠的结果。答案就在土星环上。”

这一发现只是卡西尼号在2017年9月任务结束后的最新发现。

在土星的许多轨道上，它比以往任何时候都更详细地观察了土星环。

加州大学圣塔分校(UC Santa)天文学和天体物理学教授、卡西尼号研究小组成员杰内森·福特尼(Jnathan Fortney)说，“20年后，在卡西尼号任务的最后几年，科学家们分析了任务数据，在马克的预测位置发现了土星环上的特征。”

“目前的研究旨在充分利用这些观察结果。”

卡西尼号在20年的太空任务中发现了什么?

1997年，“卡西尼”号从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空，经过7年的飞行，然后环绕土星飞行了13年。

2000年，它花了6个月的时间研究木星，直到2004年到达土星。

在此期间，它又发现了六颗围绕土星的卫星，土星环上高耸的三维结构，以及一场席卷土星近一年的巨大风暴。

2004年12月13日，它首次飞越土星的卫星土卫六和土卫一。

12月24日，欧洲航天局在土星的卫星土卫六上发射了欧洲航天局建造的惠更斯探测器，以研究其大气和表面组成。

在那里，它发现了由乙烷和甲烷组成的怪异的碳氢化合物湖泊。

2008年，卡西尼号完成了探测土星系统的主要任务，并开始了扩展任务 (卡西尼春分任务)。

2010年，它开始了第二次任务(卡西尼至日任务)，一直持续到2017年它在土星大气层中坠毁。

2011年12月，卡西尼号获得了土星的卫星土卫二的最高分辨率图像。

次年12月，它跟踪金星凌日，以测试观测太阳系外行星的可行性。

2013年3月，卡西尼号最后一次飞越土卫五，测量了它的内部结构和引力。

同年7月，卡西尼号观测了一颗黑色的土星，对土星环进行了细致的检查，并拍摄了一张地球的照片。

2017年4月，它完成了最近一次飞越土卫六的任务，并于9月15日开始了最后一次大轨道飞行。

伦敦大学学院(University College London)穆拉德空间科学实验室(Mullard Space Science Laboratory)行星科学小组负责人安德鲁·科茨(Andrew Coates)说：“这项任务改变了我们对地球以外可能存在生命的地方的看法。”

“除了火星，像土卫二、木卫二甚至土卫六这样的外部行星卫星现在也是外星生命的主要竞争者，”他补充道。

“我们已经完全改写了有关土星的教科书。”