土星的一天爲何變長?
昨天進入土星軌道的卡西尼號飛船發現土星一天比廿多年前延長了約七分鐘。這一現象目前讓
科學家頗感困惑。從純物理學的角度來看,土星可視爲一個角動量守恒糸統,所以這一現象表明土
星轉動慣量壇大了,導致角速度減小,因而自轉周期壇大。
進一步要探討引起轉動慣量壇大的原因。事實上,幾乎所有的星球,轉動慣量都在不斷變化著
。地球由於來自地球深處的動力,導致地球質量分佈的變化,例如引起七大板塊的運動,所以轉動
慣量也跟著變化。因而地球的自轉周期也在不斷變化,在一個平均值附近擺動。只是這種擺動很小,
作精密測量才可能察覺。土星的自轉周期變化顯然也應該是質量分佈變化所引起。值得研究的是:
一,土星內部什麽運動是質量分佈變化的主因?
二,自轉周期的變化是圍繞平均值的變化,還是單向變化?
三,爲何周期變化如此快?如此大?
深入研究這些問題有助於我們進一步瞭解土星。例如,
目前對土星的瞭解是:土星的直徑是地球的十多倍;土星的內核是固態,和地球差不多大;週邊
是很厚的超臨界狀態的流體。如果忽略內核中的火山地震等因素,僅考慮週邊的流體。我們從土星的自
轉周期變長這一現象即可推測出,週邊的流體似乎在膨脹。如果自轉周期的變化是圍繞平均值的變化,
則可推知,週邊的流體是周期性的膨脹-收縮。
上面的看法只是一種猜測。用電腦類比可判斷那種設想更接近實際情況。希望有科研條件的部門開
展此項研究工件。
[2004-07-01]