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某種事物正在擾亂土星著名而壯麗的光環，以及木星周圍不太為人所知的光環。這些環系統乍一看似乎是平面的、薄如晶圓的冰和塵埃帶，但經過仔細檢查，人們發現它們是波紋狀的，像波紋狀的錫屋頂一樣。
在這兩種情況下，罪魁禍首似乎都是彗星碎片撞擊，這些撞擊使環傾斜，而這種傾斜在多年後變成了環內波紋的螺旋形圖案。這是3月31日在《科學》雜誌上線上發表的兩項研究的結論——一項關於土星的研究，一項關於木星的研究——這兩項研究進一步精確地指出了碎片撞擊環併產生波紋的具體日期：土星為1983年末；木星為1994年中。
這是一個法醫故事，跨越數十年，以及數十億公里的行星際空間，為此，四艘宇宙飛船被投入使用。當時正在木星軌道上執行的美國宇航局伽利略號宇宙飛船在1996年首次注意到木星主環中出現的波紋，但當時環特徵的性質有些不清楚。“基本上，這只是那種你會盯著它然後說，‘嗯，我希望我們能獲得更多資料’的事情之一，”位於加利福尼亞州山景城的SETI研究所的行星天文學家、木星環研究的主要作者馬克·肖沃爾特說。
直到13年後，當美國宇航局的卡西尼號宇宙飛船在土星軌道上注意到類似的情況時，謎題的碎片才開始拼湊在一起。卡西尼號正在土星2009年春分期間探索土星系統，當時環平面與太陽中心對齊。由於太陽角度如此之低，環內的垂直波紋投下了長長的陰影，卡西尼號能夠識別出來。有些只有兩米高，大約和洛杉磯湖人隊後衛科比·布萊恩特一樣高。它們看起來像一個近乎同心波紋的系統，就像環在某種程度上被撞出對齊，然後被土星的引力扭曲成一個緊密的波紋狀螺旋一樣。
“這種波紋似乎是在過去的某個離散時間形成的——1983年，”康奈爾大學的行星科學家、土星研究的負責人馬特·赫德曼說。“某種東西導致環傾斜，我們看到的是傾斜的圖案纏繞起來。”但1983年究竟發生了什麼仍然未知；早期的一個假設認為，土星本身以某種方式猛然一動，使行星和環失去對齊。
土星波紋環的發現促使人們重新評估木星資料，包括檢視伽利略號在2000年拍攝的一些後期影像，以及新視野號探測器在2007年飛掠木星前往冥王星時拍攝的影像。肖沃爾特還挖掘了哈勃望遠鏡的木星檔案資料，但其觀測角度無法很好地觀察環結構。“尤里卡時刻之一是當我們意識到，如果它與我們在土星上看到的是同一件事，那麼它看起來不會與1996年時相同，”肖沃爾特說。“如果這是我們在土星上看到的相同的物理現象，那麼我們一直在尋找錯誤的模式。”隨著傾斜變得越來越扭曲到環中，螺旋圖案變得更緊密，波紋之間的間距縮小；1996年相距近2000公里的波紋到2000年時僅相距700公里。2007年，當新視野號飛掠時，波紋之間的間距僅為350公里。
透過追溯波紋隨時間向後演化的過程，肖沃爾特和他的同事發現，環在1994年7月至10月之間的某個時間傾斜了約兩公里。這是一個巨大的線索，指向行星際謎團中潛在的罪魁禍首——蘇梅克-列維9號彗星於1994年7月撞擊木星，在一次大型、有充分記錄的撞擊中轟擊了木星。這顆彗星的碎片在撞擊木星之前已經分裂成許多碎片，並在幾天內撞擊木星，似乎已經使木星環失去了平衡。“這基本上是我們的確鑿證據，”肖沃爾特說。
這一發現反過來又揭示了土星可能發生的事情。“然後我們想，‘哦，也許這是同一種事情’，”赫德曼說。“要傾斜環的廣闊區域，你需要某種類似於強烈的流星雨的東西，”他說。一顆完整的、完好的小行星或彗星會直接穿過環，但如果一顆尺寸合適的彗星像蘇梅克-列維9號彗星一樣分裂開來，則可能會以足夠的力降落在環上，從而產生足夠的傾斜。（在推測的1983年撞擊發生時，土星位於地球的朝陽面，因此地球上的天文學家無法看到它。）
這兩個行星上波紋現象的相似性——以及蘇梅克-列維9號彗星和木星波紋之間的時間聯絡——使這項研究在其他環科學家眼中更具可信度。“我們用肉眼看到的最大事物與木星環中最大的影響相符，這一事實非常引人注目，”美國宇航局艾姆斯研究中心（位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德）的行星科學家和卡西尼團隊成員傑夫·庫齊說，他沒有參與這項新研究。
“我認為這是一個非常引人注目的論點，尤其是考慮到這兩篇論文放在一起，”美國宇航局噴氣推進實驗室（位於加利福尼亞州帕薩迪納）的行星科學家和卡西尼專案科學家琳達·斯皮爾克說，她也沒有參與這項新研究。“我知道我們一直在土星方面苦苦思索，並研究各種解釋——與木星系統中的事件聯絡起來真的很有幫助。”
斯皮爾克指出，卡西尼號在土星還有幾年的計劃執行時間；如果此類碎片撞擊發生得足夠頻繁，該航天器可以記錄下這種環的擾動。“也許如果我們幸運的話，我們可以到達那裡並親眼目睹這樣的事件，”她說。
目前，這個謎題似乎按組裝的方式執行。“我們正在收集沒有人會認為可以拼湊在一起的碎片，”肖沃爾特說。“而且我們正在發現一個相當簡單的故事——是彗星撞擊環並使其傾斜，而傾斜變成了螺旋。將它們拼湊在一起是一件有趣的事情。”