土星的一天为何变长?
昨天进入土星轨道的卡西尼号飞船发现土星一天比廿多年前延长了约七分钟。这一现象目前让
科学家颇感困惑。从纯物理学的角度来看,土星可视为一个角动量守恒糸统,所以这一现象表明土
星转动惯量坛大了,导致角速度减小,因而自转周期坛大。
进一步要探讨引起转动惯量坛大的原因。事实上,几乎所有的星球,转动惯量都在不断变化着
。地球由于来自地球深处的动力,导致地球质量分布的变化,例如引起七大板块的运动,所以转动
惯量也跟着变化。因而地球的自转周期也在不断变化,在一个平均值附近摆动。只是这种摆动很小,
作精密测量才可能察觉。土星的自转周期变化显然也应该是质量分布变化所引起。值得研究的是:
一,土星内部什么运动是质量分布变化的主因?
二,自转周期的变化是围绕平均值的变化,还是单向变化?
三,为何周期变化如此快?如此大?
深入研究这些问题有助于我们进一步了解土星。例如,
目前对土星的了解是:土星的直径是地球的十多倍;土星的内核是固态,和地球差不多大;外围
是很厚的超临界状态的流体。如果忽略内核中的火山地震等因素,仅考虑外围的流体。我们从土星的自
转周期变长这一现象即可推测出,外围的流体似乎在膨胀。如果自转周期的变化是围绕平均值的变化,
则可推知,外围的流体是周期性的膨胀-收缩。
上面的看法只是一种猜测。用计算机模拟可判断那种设想更接近实际情况。希望有科研条件的部门开
展此项研究工件。
[2004-07-01]