由物质从土星环落入大气层的“环形雨”比科学家们想象的更强烈，污染更大。

几十年来,天文学家一直怀疑,土星光环是土星上的水冰粒,但美国国家航空航天局的卡西尼号太空船最后的一些观察提供了这些‘天体淋浴’的第一个详细视图。研究人员在10月5日的《科学》杂志上报道，环雨包含有机物和其他分子高度污染，以每秒数千公斤的速度撞击土星。了解环形雨惊人的数量和质量可以帮助阐明土星光环的起源和演化。

土星的卫星泰坦上的北海

研究人员分析了卡西尼号离子中性质谱仪收集的数据，这些数据是在2017年飞船最后几次轨道运行时收集的。从土星环系统滚入大气层的物质中水只占24%，剩下的是甲烷、一氧化碳、二氮根、氨、二氧化碳和有机纳米颗粒碎片。

环雨不同的化学成分“是一个很大的惊喜”，因为远程观测显示土星环系统总体上几乎完全是水冰，自美国宇航局喷气推进实验室科学家卡西尼说。研究人员不确定为什么环雨如此缺水。

美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家杰夫·库兹说：土星环内的辐射带可能是罪魁祸首。在10月5日的《科学》杂志上的另一项研究中，卡西尼生穷其一生的观测首次提供了这条高能质子带的特写照片。库兹推测，土星带的高能辐射可能已经将D环中靠近土星的大部分水吹走，留下了更重的物质，比如有机化合物。

圣安东尼奥西南研究所的行星科学家亨特·韦特是环雨研究的共同作者之一，他说，无论原因是什么，环雨的特殊组成可能会重塑我们对土星大气中碳和氮含量的理解。他说，土星的化学组成可能“只是一层假象”，是由于下落的物质掩盖了这个气态巨星的真实成分而形成的。

除了环雨的化学性质外，卡西尼号的观测也揭示了这种物质是如何以每秒4800到45000公斤的速度落入土星大气层的。

库齐说:“这是大量的物质流入土星。”

他说在土星的历史上，土星环可能没有这样的降雨量。如果是这样的话，细长的小D环早就被侵蚀掉了。但最近，一颗彗星或其他‘流氓’天体可能撞击了土星环系统，将其通常轨道上的颗粒推离，使其更容易受到土星引力的影响。

美国西南研究所的宇宙化学家、环雨研究的合著者Kelly Miller说，如果目前的大洪水实际上是土星环降雨的正常速率，那么也许D环不断地从土星的外环中吸收物质。

土星与土星环关系的确切性质“仍然是一个谜，”斯比克说。但是，设计更详细的理论模拟土星大气和土星环之间发生的事情，并根据卡西尼号收集的数据验证这些理论可能有助于填补这一空白。

她说，这样的工作不仅可以帮助科学家更好地理解土星，还可以帮助科学家更好地理解任何可能环绕宇宙中其他恒星的带环行星。