使用日食来计算土星环的透明度

兰卡斯特大学的一名博士生使用一种新方法测量了土星环的光学深度，该方法基于卡西尼号航天器在土星环阴影下时到达卡西尼号航天器的阳光量。

光学深度与物体的透明度有关，它显示光在被吸收或散射之前可以穿过该物体多远。

这项研究由兰卡斯特大学与瑞典空间物理研究所合作领导，发表在《皇家天文学会月刊》上。

NASA-ESA 卡西尼号宇宙飞船于 1997 年发射升空，并于 2004 年抵达土星，对土星及其卫星进行了迄今为止最广泛的调查。该任务于 2017 年结束，当时卡西尼号在土星及其环之间潜水了 22 次后坠入土星大气层。

兰卡斯特大学博士生 George Xystouris 在 Chris Arridge 博士的指导下，分析了卡西尼号上朗缪尔探测器的历史数据，卡西尼号是一种测量土星磁层中冷等离子体(即低能离子和电子)的仪器。

他们的研究重点是航天器的日食：卡西尼号处于土星或主环阴影下的时期。在每次日食期间，朗缪尔探测器都会记录到数据的巨大变化。

乔治说：“由于探针是金属的，只要受到阳光照射，阳光就能给探针提供足够的能量来释放电子。这就是光电效应，释放出的电子就是所谓的“光电子”。但它们可能会产生问题，因为它们与土星周围冷等离子体中的电子具有相同的特性，并且没有一种简单的方法可以将两者分开。”

“通过关注数据变化，我们意识到它们与每个环允许通过的阳光量有关。最终，利用朗缪尔探测器所用材料的特性以及土星附近太阳的亮度，我们成功地计算出了每个环的光电子数的变化，并计算了土星环的光学深度。

“这是一个新颖且令人兴奋的结果!我们使用了一种主要用于等离子体测量的仪器来测量行星特征，这是朗缪尔探测器的独特用途，我们的结果与使用高分辨率成像仪测量环透明度的研究一致。”

主环距离地球长达 140,000 公里，但最大厚度仅为 1 公里，到 2025 年将从地球的视野中消失。在那一年，这些环将向地球倾斜，使其几乎无法查看它们。它们将在土星 29 年轨道的下一阶段向地球倾斜，并将继续变得更加可见和明亮，直到 2032 年。

英国皇家天文学会主席迈克·埃德蒙兹教授补充道：“很高兴看到研究生以一种不寻常和创造性的方式参与使用空间探测器仪器。这种创新正是天文学研究所需要的——以及许多从事各种职业的前学生正在应用的方法来帮助解决世界问题”。

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