科学家们解开了行星环粒子分布的神秘面纱

作者:鲜茂

<p>一个国际科学家团队通过发现行星环(例如在土星周围的轨道上发现的行星环)具有普遍相似的粒子分布,并且处于与其历史无关的稳定状态,成功地解决了长期存在的谜团</p><p>该研究结果发表在“美国国家科学院院刊”(PNAS)上,旨在确定土星周围的冰环是否在粒度分布方面是独一无二的,或者观察到的分布对于所有行星是否是通用的戒指</p><p>他们的结论是,在气体巨头周围的环中观察到的具有大尺寸截止的幂律大小分布对于在聚合和破坏性碰撞之间存在持续平衡的系统是通用的</p><p>因此,对于涉及碰撞的任何环系统,例如天王星或凯龙星周围的环系统,预期具有相同的基本尺寸分布</p><p> “这是来自不同领域的领先专家与天体物理学家的幸运合作,”莱斯特大学的主要作者Nikolai Brilliantov教授告诉redOrbit</p><p> “该团队由动力学理论,统计物理学,微分方程和数值分析方面的顶级专家组成,他们与土星环领域的顶尖科学家合作</p><p>”逆立方法有助于解释环的普遍性</p><p>作为Brilliantov教授,该大学数学系的一名成员在一份声明中解释说,之前对土星环的研究表明,它们由大小从几厘米到近10米的冰粒组成</p><p>由于这些粒子很可能是过去灾难性事件留下的碎片,因此不同的尺寸并不令人惊讶</p><p>然而,令人惊讶的是,不同尺寸颗粒的相对丰度遵循反向立方体的数学定律的高精度,他说</p><p>换句话说,两米颗粒的丰度大约是一米颗粒的八倍,三米颗粒的丰度小27倍,依此类推</p><p> Brilliantov说,这种情况在大约10米的范围内保持不变,此时丰度突然下降</p><p>关于为什么环遵循逆立方法则的解释,以及在10米尺寸范围内如此剧烈下降的原因,长期以来一直是个谜,但新研究的作者通过求解提出了解决方案他通过电子邮件告诉redOrbit,他在快速的计算机上使用了“大量的微分方程”</p><p> “如果包含环的粒子合并,以非常小的速度碰撞并分成小块,与非常大的速度碰撞,粒子的大小分布将具有通用的形式,只要环处于稳定状态,”教授说</p><p> “因此,如果观察到环中的尺寸分布偏离普遍定律,就可以得出结论:环形尚未形成,或者最近发生了一些灾难性事件</p><p>”“另一方面,如果环遵守了通用尺寸分布,分布的参数提供了关于环粒子的全面信息,“Brilliantov说,并指出他和他的同事认为这些类型的环也存在于我们的太阳系之外</p><p> - 特征图像:在土星环的模拟图像中,颜色用于基于三个无线电信号的测量衰减来呈现关于不同区域中的环粒径的信息</p><p> (来源:....