太空僧
发现土星环
距今400 多年前，也就是1610 年7 月的一个晴朗夜晚，伽利略将他的望远镜对准了土星。虽然明亮的土星自古以来就为人熟知，但直到望远镜发明时，人类才有机会仔细端详它的样貌，而伽利略就是第一个通过望远镜观测土星的天文学家。
由于望远镜刚发明不久，分辨率有限，伽利略错误地把目镜中看到的极为模糊的土星环，当成了土星的两颗卫星。他写信将这个发现告诉了托斯卡纳大公美第奇。
到了1612 年，伽利略发现土星的两个“耳朵”慢慢消失不见了。他感到非常困惑，形容这是种新奇的现象，猜测也许是土星把两颗小星吞噬了。
现在我们知道，这是由于土星和地球一样有一个倾斜的自转轴，不同的时间会看到不同角度，当土星环正好以侧面对着地球时，看上去就像消失了一样。这种现象每13～15 年就会出现一次，下一次将出现在2025 年。
然而，这对当时的伽利略来说简直就是个猜不透的异象。尤其是当1616 年土星的两个“耳朵”再次出现在他的望远镜中时，伽利略感到更加困惑了，他意识到这个像双臂一样的突出物并不是围绕土星运行的行星，而是完全不同的什幺东西。
随着望远镜工艺的提升，行星的影像越来越清晰。1655 年，荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯用自己设计的43 倍折射望远镜仔细观察土星，终于解开了土星“耳朵”的谜团。他正确地推断这实际上是一个与土星没有接触的、又薄又平的环状物。不仅如此，他也是发现土星的第一颗卫星土卫六的天文学家，因此后来前往土卫六的探测器便以他的名字命名。
1675 年，意大利- 法国天文学家卡西尼利用反射式望远镜确定了土星环是由多个同心环组成的，它们之间有极窄的间隙，其中最大的间隙后来被命名为“卡西尼缝”，而第一个环绕土星进行长期观测的航天器也被命名为“卡西尼号”。
只有土星有光环吗？
事实上，土星不是太阳系中唯一有行星环的行星，巨大的木星、神秘的天王星和寒冷的海王星也都有行星环，只不过没有土星环那幺明亮，需要太空望远镜才能观察，木星环甚至要小型探测器掠过时才能看到。
这些拥有光环的行星都有两个共同点。首先，它们离太阳较远，构成行星环的物质不易被太阳影响；其次，这些行星自身的质量较大，引力较强，能够将行星环都束缚在身边。
为什幺土星环那幺薄？
看上去像光盘一般丝滑而又绚丽的土星环，实际上是由无数冰块和尘埃微粒构成的。这些微粒的直径从几厘米到几米不等，以极高的速度围绕土星旋转。
土星的直径有11.6 万千米，相当于9 个地球并排在一起的宽度，而土星环的平均厚度只有10 米，好比人和一个细菌的差距。为什幺土星会形成如此薄的环呢？
第一个原因是“角动量守恒”。
其实在最开始，土星环并没有这幺窄，大量的冰块碎片分布在土星赤道两侧很宽的一个范围里，并在土星的引力作用下，围绕土星旋转。旋转的方式也与我们想象的不同。
这样一来，大量碎片因为飞行角度各不相同，向上飞的和向下飞的会不断撞击在一起，两股力量相互抵消，从而使撞击后的碎片飞行角度都变小了。随着大量碎片之间的不断碰撞，土星环的分布范围也越来越窄，最终变成薄薄的一层。
第二个原因是“牧羊卫星”。
土星环的形态，与其中运行的卫星密切相关。天文学家将此类卫星叫作“守护卫星”，也叫“牧羊卫星”。它们就像是放羊时负责圈住羊群的牧羊犬，当土星环中的碎片企图冲到环外时，它们较大的引力会将“逃兵”拉回到队伍中。
土星环是怎幺形成的？
对于土星环的形成，目前有三种观点。
观点1，土星环是以前某个卫星的轨道下降至土星的洛希极限内，被潮汐力撕裂成碎片而形成的。
观点2，土星环碎片是大质量的彗星或小行星击中土星或土星的卫星后，解体形成的。
观点3，土星环早就存在，是土星形成之初遗留下来的原始星云物质形成的。
土星环里的缝隙
土星环的亮度并不均匀，有几条暗淡的缝隙将土星环分割成了好几个同心环，其中最显眼的缝隙要数“卡西尼缝”了。这些缝隙的形成与在土星环中运行的卫星有关，卫星的引力作用改变了微粒的轨迹，将经过的区域“打扫”得干干净净，因此形成了巨大的缝隙。
土星环会消失幺？
我们对行星环的认识还很有限，有很多谜题尚未解开。我们不但不清楚土星环是什幺时候形成的，也不知道它们能维持多久。不过，科学家普遍认为行星环并不会维持很长时间。微粒碎片会在碰撞和引力的作用下，像下雨一样不断落向行星，或被流星体撞出轨道消失在太空中。随着时间的推移，行星环终将完全消失。“卡西尼号”探测器传回的数据表明，土星环也许会再存在一亿年。
与行星本身的寿命相比，行星环的存在很短暂，因此，在亿万年的时光中恰好与这道独特而美丽的风景线相遇，我们也十分幸运。
