行星環為什麼有縫隙？

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如果是引力在維持光環物質運動，那碎石的軌道半徑應該是隨機的，我們應該看到的是光滑連續的光環吧。

土星光環大圖鎮樓。

有好幾種機制可以產生環縫。

第一種是軌道共振。

大家可能還記得小行星的軌道半長軸分布的那張圖：

如果一顆小行星的軌道周期跟木星的軌道周期成整數比，就會周期性受到木星的擾動，從而軌道不穩定，從而最終離開這個軌道，這樣這個軌道半徑上的小行星數量就會非常少，形同一縫。

土星光環上也是類似。有一顆名為Mimas（土衛一）的衛星，長得非常像星戰的「死星」：

就質量而言，它是土星第7大衛星，不過它是土星較大衛星里離土星最近的一個，這給了它很好的機會影響土星光環的形狀。結果就在軌道周期是它的一半的地方，挖出來了土星最大的環縫——卡西尼環縫。視寧度好的時候，用小望遠鏡可以輕鬆看到。

第二種是衛星的直接清理。

卡西尼環縫外面，靠近光環邊緣的地方，還有一個更細的恩克縫。能不能拍出恩克縫往往是檢驗行星攝影愛好者水平的指標。

恩克縫就是這樣形成的。恩克縫裡面有一顆小的衛星土衛十八（Pan），在光環中清理出了一條縫。

還有一條基勒環縫也是這樣。它是由2005年才發現的一顆小衛星土衛三十五（Daphnis）清理出來的：

土衛三十五在環縫中巡弋時，它的引力會在兩側的環物質中捲起一陣陣波浪：

第三種嚴格來說還是跟軌道共振相關，但是不像土衛一之於卡西尼環縫那麼粗暴。

土星和土星的衛星的引力可以共同對光環中的微粒施加影響，產生類似星系旋臂的螺旋形的光環波（Ring Waves）：

這個不是嚴格意義上的環縫，因為「螺旋」顧名思義，都是連著的；不過在局域看起來，確實像是縫。上圖中，左下角外面是土星所在的方向。可以看到這種波分兩種，從左下到中間波長越來越短，這個叫螺旋密度波（Spiral Density Waves）；從中間到右上波長又越來越長，這個叫螺旋彎曲波（Spiral Bending Waves）。

以上。

參考：The Rings of Saturn
文中圖片大部分是卡西尼探測器拍的。

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謝邀。行星的的光環物質主要在行星的引力作用下圍繞行星公轉，但是光環物質之間的相互作用，光環與行星的衛星之間的引力相互作用會使得光環上出現結構。

太陽系行星中，光環最明顯的是土星。土星光環中的物質主要是冰質顆粒，直徑範圍從亞毫米到幾十米都有，大多數可能和雪球差不多大。土星的光環中並不包含非常多的物質，總重量估計在10^19 kg左右。環非常非常薄。比如A環，總寬度超過了地球直徑，但厚度只有幾十米。環的起源可能是被土星潮汐瓦解的衛星，但是具體的起源仍然有爭論。

土星光環，A環和B環之間的暗帶是卡西尼縫。容易發下，光環實際上由一系列更細的光環和暗帶構成。卡西尼縫中也並非空洞無物，也存在暗淡的細環。Credit:NASA/JPL/Space Science Institute - Cassini-Huygens/NASA

1655年，法國-義大利天文學家卡西尼發現了環上的第一個結構「卡西尼縫」。卡西尼縫是土星環上的一條暗帶，寬度有4800公里。旅行者號探測器拍回的照片顯示，卡西尼縫並非空無一物，其中仍然有包含了一系列的細環。像卡西尼縫這樣較寬的暗帶，一般認為和軌道共振有關。在卡西尼縫的位置，一個顆粒圍繞土星公轉的周期，恰好是土衛一的一半。這樣，卡西尼縫中的顆粒會在軌道上每轉一周，就受到土衛一在相同位置上的引力拉拽。這種拉拽效應會使得顆粒的軌道變得更橢，從而和光環其他部分顆粒的圓軌道交錯，進而發生碰撞，改變軌道離開卡西尼縫。這有點像是盪鞦韆的孩子，如果總是在同樣的位置以固定的頻率推動鞦韆，孩子就會盪的更高；如果推鞦韆的時機混亂，鞦韆拍動的幅度就無法積累。

軌道共振還可以激發盤面上的密度波，光環上密繞交錯的細環結構實際上是光環上的密度波造成的。較亮的細環是密度較高的地方，較暗的細環是密度較低的地方。

雖然卡西尼縫和細環之間的暗環並非空洞的，但土星光環上還是有真正的「深溝」（圖二）。這些「真正」的環縫的出現被認為和光環中小衛星的清理作用有關。這些小衛星可能直徑數公里到幾十公里，它們比顆粒大的多，所以在圍繞土星公轉的過程中，會將沿途的小顆粒碰飛。1991年，人們在旅行者號的數據檔案中發現了一個這樣的小衛星存在於恩克環縫中，2005年卡西尼號探測器發現了基勒(keeler gap)縫中另一個小衛星。