土星環可說是宇宙中一切奇特、不可思議之事物的象征。我們看得愈清楚，就愈著迷。過去20年關于土星環的發現幾乎全盤推翻了以前的知識，一個全新的環系統出現了，既復雜又有趣，超越了過去的理論、觀測或想象。

土星以外的大行星也有環，而且全都不一樣。即便以天文學的標準而言，行星環還是很奇特的東西。它們是由一些既微弱又違反直覺的力量塑造而成，例如在行星環里，重力反而會產生排斥物質的效應。現在我們領會到，那些我們曾經以為是靜態的行星環，其實是不停地在變動發展；而我們也認清了衛星和行星環唇齒相依的關系；更重要的是，我們還知道行星環不僅僅是個精致的現象而已。跟馬克士威一樣，現代的科學家也體會到行星環與星系的相似之處；基本上來說，行星環也是一扇窗口，讓人類能深入探究太陽系古老的起源。

很早土星環就引起人類的注意。

伽利略于1610年頭一次窺見到土星環，50年后由海更斯將它解釋為環繞著行星的圈圈，而接下來三個半世紀則沒有別的發現。然而一下子在七年之間，科學家便發現另外三個大行星也各有其它的環。第一顆是天王星；1977年，康乃爾大學的艾略特在監視恒星的亮度時，天王星正從前面掠過，他注意到訊號在閃爍。他推論那是一連串稍呈橢圓或傾斜的窄帶，環繞著天王星所造成。1979年，航行者一號宇宙飛船觀測到木星模糊的星環。最后在1984年，科學家利用類似艾略特的技術，偵測到海王星環的片段（但不是完整的環）。

在1980年之前，土星環的結構完全都是使用萬有引力來解釋的，直到航海家的影像呈現出B環上有被稱為輪輻的輻射狀特征，而這是不可能如此來解釋的。因為它們持續的時間和自轉周期與依照軌道力學的環不一致。這些輪輻在背景散射光下呈現黑暗，而在前景散射光下顯得明亮。

土星的B環是所有環中最大、最亮與品質最多的。它的厚度估計在5～15米，品質在2.8 × 1019公斤，光深度的變化在0.4至2.5之間，意味著通過B環的光線有將近99%會被阻攔。B環在密度和光度上的許多變化，幾乎都還沒有獲得合理的解釋。B環都是同心圓，雖然其中有許多狹窄的小環，但B環不包含任何的縫隙。

通常不透明的材料應該包含更多的物質。例如，泥濘的水比清澈的水有更多的灰塵顆粒。同樣的，你可能會認為在土星的光環，更不透明區域包含物質的濃度比其他環高。但這種直覺并不總是適用，最近根據一個利用美國宇航局的卡西尼任務數據對土星環的研究中，科學家發現了密集的環可能與物質的含量之間的關聯度并不大。

非常明亮的土星環。

土星的光環為何如此明亮和廣闊？

科學家分析了B環，在幾乎不透明B環中心，他們通過分析螺旋密度波確定了幾個地方的品質密度。這是由土星的衛星的重力拉扯環粒子產生精細尺度的方法，每一波的結構直接取決于位于土星環的品質。

莫斯科大學的卡西尼科學家馬修•海德曼：「目前這是很不明朗與等量物質的區域會有如此不同的陰影，這可能是與大小或單個粒子的密度相關的物質有關，也可能有一些做的環結構」康奈爾大學，紐約卡西尼合作研究者菲爾•尼科爾森，參與海德曼的工作。尼科爾森說：「外觀可能是騙人的」。他提出一個很好的比喻是：「一個有霧的草甸是如何要比一個游泳池更不透明，即使池是密度和包含更多的水。」

美國宇航局噴氣推進實驗室卡西尼項目科學家琳達Spilker說：「土星環是那樣壯麗而凜然，這是我們無法抗拒的想知道他們是如何形成的。分析研究B環，是我們未來確認土星環的年齡和起源的一個有意義的方向。」

雖然所有在我們的太陽系（木星，土星，天王星和海王星）的行星都有自己的環系統，土星環顯然是最奇妙的。在解釋為什麼土星的光環是如此的明亮和廣闊，那就必須了解它們的形成和歷史，這將是一個巨大的挑戰。赫德曼和尼科爾森使用的新技術，由卡西尼可見光和紅外繪圖光譜儀的一系列觀測數據進行分析，因為它通過對一個明亮環觀測，結合其他環的觀察，測量它們明顯的環螺旋密度波。B環的總品質是出乎意料的低。這是令人驚訝的，因為B環比其他環亮10倍，但B環可能只有2至3倍A環的品質。

一直引人遐想的土星環

盡管赫德曼和尼科爾森發現低品質，B環仍然被認為含有土星環的大部分物質。并且，雖然本研究留下關于環的品質一定的不確定性，土星環的總品質的更精確的測量還在路上。此前，卡西尼號測量了土星的引力場，告訴科學家土星及其環的總品質。卡西尼或能幫助科學家最終揭示環的品質之謎，揭開美麗土星環之謎。