行星环为什么有缝隙？ 第1页

土星光环大图镇楼。

有好几种机制可以产生环缝。

第一种是轨道共振。

大家可能还记得小行星的轨道半长轴分布的那张图：

如果一颗小行星的轨道周期跟木星的轨道周期成整数比，就会周期性受到木星的扰动，从而轨道不稳定，从而最终离开这个轨道，这样这个轨道半径上的小行星数量就会非常少，形同一缝。

土星光环上也是类似。有一颗名为Mimas（土卫一）的卫星，长得非常像星战的“死星”：

就质量而言，它是土星第7大卫星，不过它是土星较大卫星里离土星最近的一个，这给了它很好的机会影响土星光环的形状。结果就在轨道周期是它的一半的地方，挖出来了土星最大的环缝——卡西尼环缝。视宁度好的时候，用小望远镜可以轻松看到。

第二种是卫星的直接清理。

卡西尼环缝外面，靠近光环边缘的地方，还有一个更细的恩克缝。能不能拍出恩克缝往往是检验行星摄影爱好者水平的指标。

恩克缝就是这样形成的。恩克缝里面有一颗小的卫星土卫十八（Pan），在光环中清理出了一条缝。

还有一条基勒环缝也是这样。它是由2005年才发现的一颗小卫星土卫三十五（Daphnis）清理出来的：

土卫三十五在环缝中巡弋时，它的引力会在两侧的环物质中卷起一阵阵波浪：

第三种严格来说还是跟轨道共振相关，但是不像土卫一之于卡西尼环缝那么粗暴。

土星和土星的卫星的引力可以共同对光环中的微粒施加影响，产生类似星系旋臂的螺旋形的光环波（Ring Waves）：

这个不是严格意义上的环缝，因为“螺旋”顾名思义，都是连着的；不过在局域看起来，确实像是缝。上图中，左下角外面是土星所在的方向。可以看到这种波分两种，从左下到中间波长越来越短，这个叫螺旋密度波（Spiral Density Waves）；从中间到右上波长又越来越长，这个叫螺旋弯曲波（Spiral Bending Waves）。

以上。

参考：

文中图片大部分是卡西尼探测器拍的。

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