泰坦身世大揭秘！曾是兩顆衛星合體，這場5億年前的碰撞造了星環

最近的研究表明，土星明亮的星環及其最大的衛星——泰坦（又稱土衛六），可能都起源于衛星之間的碰撞。盡管卡西尼號長達13年的探測任務拓展了人類對土星的認知，但關于其年輕星環的成因以及泰坦軌道快速偏移的發現，依然引發了科學界的新疑慮。

在任務接近尾聲時，卡西尼號測量了土星內部的質量分布，這決定了行星自轉軸緩慢擺動（即進動）的頻率。數十年來，科學家一直認為土星的進動周期與海王星一致，這種引力共振使兩顆行星產生相互作用，逐漸讓土星發生傾斜，從而讓我們能夠清晰地觀測到它的星環。

卡西尼號最后的運行軌道數據表明，土星核心的質量濃度略高于預期。這意味著其進動速率發生了改變，不再與海王星匹配。為了解釋這一現象，麻省理工學院和加州大學伯克利分校的研究人員曾提出，土星可能一度擁有一顆額外的衛星，但在與泰坦發生近距離接觸后被拋出并解體，最終形成了今天的星環。

土星還有一顆體積較小、形狀不規則且不斷翻滾的衛星——亥伯龍（又稱土衛七），其軌道與泰坦處于鎖定狀態。

庫克表示：“作為土星主要衛星中最小的一顆，亥伯龍為我們揭示系統演化史提供了關鍵線索。在額外衛星變得不穩定的模擬實驗中，亥伯龍通常會消失，僅在極少數情況下能幸存。我們意識到泰坦與亥伯龍的軌道鎖定關系相對年輕，僅有約數億年的歷史。這與額外衛星消失的時間大致吻合。或許亥伯龍并非在那場動蕩中幸存，而是動蕩的產物。如果額外衛星并入了泰坦，很可能會在泰坦軌道附近產生碎片，而這正是亥伯龍形成的地方。”

這一新模型表明，泰坦是由兩顆更早期的衛星合并而成：一顆是體積幾乎與泰坦相當的“原泰坦”，另一顆則是較小的“原亥伯龍”。

這種合并機制可以解釋為什么泰坦表面的撞擊坑寥寥無幾，因為早期的坑洞在合并過程中已被抹除。泰坦目前的離心軌道正在迅速變圓，這暗示它在近期曾受到過“原亥伯龍”的擾動。

在合并之前，“原泰坦”可能與木星的木衛四相似，布滿隕石坑且缺乏大氣層。研究團隊還發現，在消失之前，“原亥伯龍”曾導致土星遙遠的衛星伊阿珀托斯（又稱土衛八）的軌道發生傾斜，從而解開了另一個長期懸而未決的謎團。

如果泰坦確實通過衛星合并而成，那么土星環又從何而來？

多年來，科學界一直認為這種內層衛星的碰撞是由太陽激發的，但最新研究發現，這其實是泰坦合并后的連鎖反應。當內層衛星的運行周期與泰坦形成特定比例（即軌道共振）時，泰坦的離心軌道會使這些衛星變得不穩定。盡管這種情況純屬巧合的概率很低，但泰坦不斷擴大的軌道有時會創造出這些比例。

對于受影響的較小衛星來說，結果可能是災難性的：它們的軌道會變長，進而導致它們與相鄰衛星發生碰撞。雖然第二次災難發生的確切時間尚不明確，但它必然發生在泰坦合并之后，這與星環約1億年的估計年齡相吻合。

美國宇航局的“蜻蜓號”探測任務將于2034年抵達泰坦，屆時可能會對這一假說進行驗證。這架核動力八旋翼無人機將分析泰坦表面的地質和化學構成。“蜻蜓號”或許能揭示相關證據，證明泰坦確實誕生于5億年前的一場巨型衛星碰撞，這也意味著土星的衛星系統是在暴力中塑造而成的。