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土星最引人注目的特征是它的星環(huán)，主要由小塊的冰組成。長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為這些星環(huán)是大約45億年前土星本身形成時(shí)留下的物質(zhì)，但最近的研究表明它們要年輕得多--在1千萬(wàn)到1億年之間。如果是這樣的話(huà)，它們可能是由一顆游蕩得太近的冰冷彗星或衛(wèi)星形成的。

這顆行星還以27度角傾斜旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于它繞太陽(yáng)運(yùn)行時(shí)的平面。長(zhǎng)期以來(lái)，人們認(rèn)為這是由附近的海王星的引力影響造成的，但仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，土星不再與它的“鄰居”同步。

新研究的天文學(xué)家們現(xiàn)在提出了一個(gè)可以解釋這兩個(gè)謎團(tuán)的故事。土星曾經(jīng)有另一顆衛(wèi)星。這個(gè)假設(shè)的衛(wèi)星被研究小組命名為Chrysalis，它的大小與現(xiàn)有的衛(wèi)星土衛(wèi)八(Iapetus)差不多，后者的直徑約為1470公里。如果Chrysalis存在，它將與目前的83顆衛(wèi)星一起圍繞土星運(yùn)行數(shù)十億年。

但是與土衛(wèi)六和土衛(wèi)八等其他大衛(wèi)星的引力相互作用，逐漸使Chrysalis的軌道更加混亂。大約1.6億年前，這顆注定要?dú)绲男l(wèi)星過(guò)于接近土星，在那里被強(qiáng)烈的引力撕碎了。大部分碎片會(huì)落在土星上，但有些卻卡在土星周?chē)D(zhuǎn)，形成著名的土星環(huán)。

這個(gè)樣子實(shí)際上可能是該行星生命中一個(gè)相對(duì)較短的階段--其他研究表明，星環(huán)可能會(huì)在未來(lái)1億年左右消失。到那時(shí)，火星可能會(huì)成為太陽(yáng)系新的星環(huán)攜帶者。那么，土星的傾斜度如何呢？研究小組說(shuō)，Chrysalis的引力影響會(huì)使其傾斜度與海王星保持共振，因此衛(wèi)星的消失會(huì)使該行星漂移到目前的角度。

研究人員利用卡西尼號(hào)在2017年墜入土星大氣層之前的最后一次掃描中收集的數(shù)據(jù)得出了這個(gè)解釋。該探測(cè)器測(cè)量了該行星的引力場(chǎng)，這使得研究小組能夠?qū)ζ鋬?nèi)部的質(zhì)量分布進(jìn)行建模。由此，他們能夠計(jì)算出，土星只是剛剛與海王星不同步，這表明直到最近它都是如此。

接下來(lái)，天文學(xué)家們研究了要怎樣才能使這顆行星脫離這種“舞蹈”。他們模擬了土星83顆衛(wèi)星的軌道歷史，并發(fā)現(xiàn)這確實(shí)有效--但只有在加入第84顆相當(dāng)大的衛(wèi)星時(shí)才有效。

盡管Chrysalis可能是一個(gè)解釋?zhuān)芯啃〗M承認(rèn)，在找到進(jìn)一步的證據(jù)之前，它仍然是一個(gè)假說(shuō)。

“這是一個(gè)相當(dāng)好的故事，但就像其他任何結(jié)果一樣，它必須由其他人來(lái)檢驗(yàn)，”該研究的主要作者Jack Wisdom說(shuō)?！暗坪踹@個(gè)丟失的衛(wèi)星只是一個(gè)蛹，等待著它的不穩(wěn)定。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。