伽利略早在 1610 年就首次观测到了土星环。当时，伽利略并不明白这颗行星有什么样奇怪的“耳朵”，因为他的望远镜的光学系统很弱，他无法看到光环的细节。现在，借助强大的望远镜和对飞越土星的各种航天器的研究，我们知道土星有数千个环，每个环都由混合有各种矿物质的冰块组成，直径从毫米到数十米，以及一定量的各种形式的碳。但这些神秘的环是如何形成的呢？

环的结构和分类

1660年，让·查普兰（Jean Chapelain）提出土星环不是固体，而是由许多围绕土星运行的小粒子组成；他的正确假设在近两百年的时间里并未被广泛接受。这些粒子以20公里/秒的速度围绕土星运行，但由于它们在同心轨道上运行，这些粒子以非常低的速度相互碰撞，只有约0.1厘米/秒——撞击是如此微弱即使粒子也不会相互反弹。

这些环按照其开口的顺序由拉丁字母分类和指定。这些环的厚度从几米到1公里不等，宽度可达30万公里，是人类已知的最平坦的物体。还有一个肉眼无法观测到的环：菲比环，宽1000万公里，外半径1630万公里。

土星环的一个有趣的亮点是卡西尼间隙，甚至可以通过业余望远镜看到。乔瓦尼·卡西尼 (Giovanni Cassini) 于 1675 年首次观测到它，但事实证明它并不是那么空。航行者号和卡西尼号太空船发现卡西尼间隙也是一个环，只是成分和密度不同。很多这样的狭缝已经被记录下来，例如杀手狭缝、恩克狭缝、拉普拉斯狭缝、贝塞尔狭缝、伯纳德狭缝等等。

土星的环从哪里来？

关于土星环的起源有很多假设，但让我们看看最流行的假设。

根据一种假设，土星在形成结束时有几颗大型卫星，但由于引力相互作用，它们向土星下降，当它们克服洛希极限时，它们被土星的潮汐力摧毁。重的碎片落在土星上，但轻的碎片（例如冰）留在轨道上，形成环。随着时间的推移，这些碎片相互碰撞并破碎，这就是环中形成如此小的颗粒的原因。一些大卫星，例如土卫六，距离土星太远，这使它们免于同样的“死亡”。

然而，并不是所有人都同意这个假设，因为一些研究表明环的年龄约为几亿年。因此，根据另一种假设，这些光环可能是在不久前发生的土星大型卫星因与小行星或彗星相撞而被摧毁的过程中产生的。

同样流行的假设是，土星环是土星形成后留下的环绕行星云的残余物。因为由于土星的强大吸引力，这些残余物无法形成成熟的卫星。但这个假设也是不完美的，因为为什么我们只在土星上看到这样的光环呢？是的，天王星和海王星都有环，而且最近在木星附近发现了它们，但为什么它们在土星上那么大呢？

不幸的是，我们对土星环的运动知之甚少，因此我们无法确定它们过去发生了什么或它们何时形成。一些计算机模型表明，这些环可能与行星同时形成，而另一些则认为这些环非常年轻。因此，这个问题没有明确的答案。