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內(nèi)容摘要：土星的衛(wèi)星，從左到右:土衛(wèi)一、土衛(wèi)二、土衛(wèi)三、土衛(wèi)四、土衛(wèi)五；背景中的泰坦；伊帕托斯(上)和不規(guī)則形狀的亥伯龍(下)。也顯示了一些小衛(wèi)星。全部按比例繪制。鳴謝:uux.cn/美國(guó)航天局/JPL/空間科

土星的衛(wèi)星，從左到右:土衛(wèi)一、環(huán)年土衛(wèi)二、輕還土衛(wèi)三、年老能和土衛(wèi)四、星可行星土衛(wèi)五；背景中的樣古泰坦；伊帕托斯(上)和不規(guī)則形狀的亥伯龍(下)。也顯示了一些小衛(wèi)星。不管本身全部按比例繪制。土星鳴謝:uux.cn/美國(guó)航天局/JPL/空間科學(xué)研究所
（神秘的環(huán)年地球uux.cn）據(jù)《今日宇宙》（馬特·威廉姆斯）：土星最出名的有兩點(diǎn):它標(biāo)志性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和它龐大的自然衛(wèi)星系統(tǒng)。目前，輕還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有146顆衛(wèi)星和小衛(wèi)星圍繞著這顆環(huán)狀巨星運(yùn)行，年老能和其中24顆是星可行星常規(guī)衛(wèi)星。這些包括七個(gè)最大的樣古衛(wèi)星，泰坦、不管本身土衛(wèi)五、伊帕托斯、土衛(wèi)四、特提斯、土衛(wèi)二和土衛(wèi)一，它們是被認(rèn)為有內(nèi)部海洋的冰體。
此外，關(guān)于這些衛(wèi)星的年齡還有一些懸而未決的問(wèn)題，有人懷疑它們是最近形成的(就像土星環(huán)一樣，有幾億年的歷史)。
為了解決這些問(wèn)題，一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家小組創(chuàng)建了一系列高分辨率模擬，并改進(jìn)了對(duì)跨海王星物體(TNO)數(shù)量的估計(jì)。
這使得他們能夠構(gòu)建土星最嚴(yán)重的隕石坑常規(guī)衛(wèi)星——土衛(wèi)一、土衛(wèi)二、土衛(wèi)五、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五——的撞擊年表。這為這五顆衛(wèi)星確定了41億和44億年的年齡界限，最里面的兩顆衛(wèi)星看起來(lái)比最外面的三顆更年輕。這些結(jié)果對(duì)于我們理解外太陽(yáng)系中衛(wèi)星的形成和潮汐演化具有重要意義。
這項(xiàng)研究是由東京工業(yè)大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)的研究人員Emily Wai Wong領(lǐng)導(dǎo)的。和她一起的還有天文和地球科學(xué)研究中心(ORI-RCA es)ELSI和起源研究所的副教授Ramon Brasser，奧斯陸大學(xué)行星可居住性中心(PHAB)副主任Stephanie C. Werner，以及西南研究所(SwRI)的首席研究科學(xué)家Michelle R. Kirchoff。
他們的論文“土星的古代常規(guī)衛(wèi)星”發(fā)表在《伊卡洛斯》雜志上。

土星最大的衛(wèi)星。鳴謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/JPL加州理工學(xué)院/艾米麗·拉克達(dá)瓦拉、特德·斯特萊克、戈丹·烏加爾科維奇和杰森·佩里
由于樣本返回任務(wù)尚未發(fā)送到土星系統(tǒng)，獲得其衛(wèi)星的準(zhǔn)確年齡是非常困難的。Wong和她的團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而建立這些衛(wèi)星的隕石坑年表，而不是放射性年代測(cè)定樣本。
通過(guò)測(cè)定表面撞擊坑的年代，可以確定這些衛(wèi)星已經(jīng)存在了多長(zhǎng)時(shí)間。這一過(guò)程的第一步是模擬外太陽(yáng)系的撞擊率，在外太陽(yáng)系中，大行星的遷移導(dǎo)致了被移位的tno和其他物體撞擊的時(shí)期。
在之前的一項(xiàng)研究中，Wong和她的同事們從45億年前巨型行星遷移開始，對(duì)外太陽(yáng)系進(jìn)行了時(shí)間線模擬。然后，他們使用預(yù)測(cè)蒙特卡羅模擬來(lái)確定預(yù)期的隕石坑密度，假設(shè)tno遇到巨行星及其衛(wèi)星的兩種不同的大小-頻率分布。這些數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，得出了木星、土星和天王星上坑坑洼洼最多的衛(wèi)星的表面年齡，從3.8到4.4不等。十億年。
不幸的是，這些和其他先前的模擬在過(guò)去35億年里分辨率很低，因?yàn)樗鼈兡M的星子數(shù)量有限。這使得他們無(wú)法獲得低隕石坑密度衛(wèi)星(如土衛(wèi)二)的準(zhǔn)確年齡，而根據(jù)兩種不同大小的TNOs，得出的年齡顯示出明顯的差異。正如他們?cè)谡撐闹兄赋龅?

這張合成圖像由美國(guó)宇航局/歐空局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于2018年6月6日拍攝，顯示了環(huán)狀行星土星及其62顆已知衛(wèi)星中的6顆。鳴謝:uux.cn/美國(guó)航天局/歐空局
“在這項(xiàng)工作中，我們?cè)诒涞某Ｒ?guī)衛(wèi)星上獲得了更準(zhǔn)確的隕石坑年表，可以應(yīng)用于整個(gè)太陽(yáng)系的歷史。我們根據(jù)類似于內(nèi)太陽(yáng)系中月球和火星的年齡等時(shí)線，計(jì)算了不同隕石坑直徑的所述衛(wèi)星的模型表面年齡。我們將這一新的年表應(yīng)用于土星內(nèi)部衛(wèi)星，以計(jì)算它們最密集的隕石坑表面的更準(zhǔn)確的模型表面年齡?！?br>由此，他們計(jì)算出土星常規(guī)衛(wèi)星的新年齡，這比Wong和他的同事先前估計(jì)的年齡大約老了1 . 1億到3億年。他們從這項(xiàng)研究中獲得的土衛(wèi)一和土衛(wèi)二隕石坑平原的年齡估計(jì)值分別為4.16 Ga和4.10 Ga，而特提斯、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五的年齡估計(jì)值約為4.4 Ga，不確定性約為3億年。正如他們所寫的，他們也注意到了這些估計(jì)的一個(gè)有趣的模式:
無(wú)論采用何種方法，衛(wèi)星的表面年齡通常遵循隨著軌道距離的增加而增加的模式，除了土衛(wèi)一和土衛(wèi)二:這兩個(gè)內(nèi)部和較小的衛(wèi)星是相反的，它們的表面比特提斯、土衛(wèi)四和土衛(wèi)五的表面年輕約2億年
這些結(jié)果意味著土星的常規(guī)衛(wèi)星是古老的，這對(duì)于它們的形成和潮汐演化具有意義。他們采用的技術(shù)也適用于木星，天王星，可能還有海王星的衛(wèi)星，讓天文學(xué)家了解了很多關(guān)于這些行星的演化，它們的衛(wèi)星，以及太陽(yáng)系的歷史。