土星環是由許多微粒組成的。這些微粒小的如塵埃，大的像巨石。這張圖片用色彩區分了土星環的顆粒大小。紫色代表較大顆粒，綠色和藍色代表較小顆粒。NASA / JPL

卡西尼探測器在終結其使命之前，曾經做出過一個極爲大膽的舉動——22次從土星和土星環之間的縫隙中穿越。卡西尼上搭載的儀器在此過程中探測到，有大量的水冰和複雜有機分子從土星環中剝離，墜入土星大氣。這種現象被科學家稱爲“環雨”。而數據顯示，“環雨”的猛烈程度超出了人們之前的預計。它更像是“傾盆大雨”，而非此前估計的“和風細雨”。

“環雨”本身並沒有出乎科學家們的意料。因此當卡西尼從環和土星之間穿越時，臨時調轉方向，將其拋物面天線當作“護盾”，以保護自己免受物質碎片的傷害。但令人喫驚的是，“環雨”的“雨量”出人意料地大。統計結果表明，每秒鐘大約有10噸重的物質從土星環墜入土星大氣。

數據顯示，落入土星大氣的物質中包括分子氫、水、丁烷、丙烷。後兩種物質被天文學家稱爲“複雜有機物”，因爲它們的分子中包含了不少碳原子。氫是土星大氣的主要成份，天文學家對有大量氫落入土星並不感到奇怪，但複雜有機分子也在其列卻讓人大感意外。

卡西尼還發現，每次穿越土星和土星環的縫隙時所探測到的“雨量”存在着差異。這可能是因爲，土星最內側D環的特定部分特性有差異，也有可能只是因爲“雨量”會隨時間而變化。

科研人員爲了確認這一發現付出了很大的努力。卡西尼從土星和土星環之間穿過時速度非常快，粒子擊中傳感器時的狀態是非常分散的。卡西尼的高速飛行不但意味着要對其獲得的結果進行解釋困難更大，而且其探測到的部分化合物粒子只是“環雨”成份的一小部分，卡西尼的探測結果存在不完備的可能性。

但這樣的努力仍然是有價值的。有如此多的物質從土星D環落入土星，表明這一過程在土星大氣層化學成份的構成中扮演着不一般的角色。D環物質的流失還表明，它可能也在以同樣的方式從緊鄰其外側的C環中獲取着補給。

[參閱] http://science.sciencemag.org/content/362/6410/eaat2382