沒有光環，土星看起來真的很普通。去掉土星環，這顆行星就是我們太陽系中最明亮的球體。當然，還有一個六邊形的漩渦和一些涼爽的氣旋出現在土星的兩極，但它的球面面卻沒有木星的水彩畫帶、海王星的辛辣藍色和金星的令人窒息的陰暗。甚至生鏽的火星看起來也更有趣。幸運的是，在過去45億年的某個時刻，宇宙給土星帶來了升級：它在土星周圍放置了一個巨大、明亮、冰冷的環形系統。但科學家們對土星環是什麼時候形成的，或者土星環是怎麼形成的都不一致。幾十年來一直如此。事實證明，土星標誌性特徵之一的起源仍然是一個未解之謎。
康奈爾大學天體物理學家Maryame El Moutamid表示：「這顆行星是在太陽系形成的某個時刻形成的，我們不知道這些環是在同一時間形成的，還是在很久之後形成的。」。「之所以如此有趣，不僅是為了了解這一點，而且為了了解土星系統，我們有一個行星、一個環系統和一個衛星系統，我們認為環和衛星之間有聯繫。」這個謎非常迷人。在大多數情況下，科學家們很好地掌握了太陽系最壯觀景象的起源：火星上雕刻的一道裂縫會使大峽谷、木星的大紅斑、月球巨大的南部盆地相形見絀。但土星環…「土星環是獨一無二的，」美國宇航局艾姆斯研究中心的傑夫·庫齊說。「它們是唯一的大而巨大的戒指，而且非常非常明亮，這是不尋常的。所以這一直是一個謎。」
思考這個問題的科學家傾向於分成兩個陣營。第一組科學家認為，土星環是40多億年前與行星一起形成的原始環，土星從來都不是一個枯燥乏味的世界。另一組懷疑這些戒指更年輕，是在過去的數億年內形成的。根據這一理論，土星環非常年輕，如果恐龍有太空計劃的話，他們可以通過望遠鏡看到一個沒有環的土星。
行星在可預測的軌道上移動，星座按計劃升降，時間的流逝可以通過移動的月面來標記。這是令人欣慰的，因為這意味著，像我們這樣的小生物在無限的宇宙海洋中漂浮在一個青翠的島嶼上，已經獲得了某種程度的天體認知。我們已經破譯了行星運動的和諧；我們可以精確地計算出像正午黑化的太陽一樣神奇的東西的外觀；在某種程度上，我們知道一切是如何形成的（除了我們自己）。在一個無底洞的宇宙中，我們執著於我們所知道的。NASA的傑夫·庫齊（Jeff Cuzzi）說：「你的大腦只想讓事情變得穩定和永久。」。「天體在我們眼前應該不會改變。但當我們在土星時，卡西尼號探測器向我們展示了一件事 … 我們知道在所有時間尺度上都會出現一些東西。這是一個對我們有利的視角轉變。」
「這兩種情況都有很好的論據，但也有弱點，」El Moutamid說。儘管在時間上相隔數十億年，但這兩個起源故事都有一個共同點：暴力。製造這些環需要對一個冰冷的物體——也許是彗星，或者是月球——進行災難性的破壞。不知怎麼的，那個物體離土星太近了，行星的引力把它撕成了無數的冰碎片。這些碎片中有一小部分比房子大；其他的都很小。大多數都是由明亮、純淨的水冰製成的，但環中的一條帶有點暗。隨著時間的推移，這些殘垣斷壁的殘餘物組成了我們今天所看到的環形系統，它綿延約17萬英里，但只有約30英尺厚。
環的圓盤不同的環按照發現的順序被分配了一個字母，而它們之間的空隙和間隔則以天文學家的名字命名。微小的「牧羊人」衛星，如在明亮的環內運行的潘、阿特拉斯、普羅米修斯和潘多拉，維持著這些斷裂。
土星環的形成是一場災難，這場災難發生在土星早期。（從科學上講，在太陽系年輕時期，任性的物體更可能進入行星的引力區。）這個故事的一個版本提出，這些巨型行星並不是在我們今天看到的地方誕生的；相反，它們遷移到了現在的位置，並在較小的物體中引發了一連串的不穩定，最終像天上的桌球一樣被拋到了各處。在太陽系初期的混亂時期，一個冰冷的天體最終圍繞土星形成一個環並不困難。舊的環理論還預測，土星的一些衛星是由破裂的環物質形成的，這些環物質遠離行星足夠遠，可以自行形成團塊。因此，今天盤旋在環邊緣附近的一些衛星是由相同的材料製成的。
問題是，這些冰環珍珠般的白色，不可能有幾十億年的歷史，或者至少這是「年輕環」陣營關注的一個論點。這個問題被稱為污染論點，它取決於外太陽系的暗塵埃碰撞並使環的輝煌變暗的速度。簡單地說，大約40億年的單調宇宙雨應該會讓土星環看起來像木星一樣昏暗和不起眼，除非土星環是巨大的，或者它們是年輕的。2017年，科學家們使用美國宇航局的卡西尼號飛船測量了土星環的質量，發現沒有足夠的物質來吸收太陽系年齡的塵埃，看起來仍然如此原始。卡西尼號還收集了土星系統中塵埃數量的數據，這一結果也支持了土星環年輕的觀點。然而，除了在早期太陽系的混亂中，一個大到足以碎裂成環的物體很難到達土星。
如果土星摧毀了它自己的一顆衛星，而不是粉碎一個交錯的物體，那會怎麼樣？最近的兩個理論表明，正如西班牙畫家弗朗西斯科·德·戈雅在一部血腥的傑作《土星》中所描繪的那樣，事實上，土星吞噬了它的一個孩子。2016年提出的第一個理論表明，大約1億年前，土星系統滑入了一個位置，太陽的引力將其內部衛星推到碰撞軌道上，最終在行星周圍固定了一圈碎片。這一想法也解釋了幾個土星衛星表面看似年輕的原因，因為環形成事件會摧毀一些衛星並導致它們重新形成。從2022年末開始的第二個理論主要是將土星環歸咎於土星的巨型衛星土衛六，而土衛六正慢慢地悄悄離開自己的家園。兩億年前，土衛六的緩慢運動使其與之產生共鳴，也就是說，它對科學家稱為「蛹」的假想月球施加了引力影響。結果，Chrysalis被拋向土星並撕成一個環。（這一理論也可以解釋土星傾斜的奇怪角度，即與海王星軌道的引力相互作用。）
不用說，有些人對這兩種情況都不買帳。但在庫齊看來，「辯論對科學有益。並非所有人都相信這不是壞事。」年輕的土星環挑戰了我們對宇宙永恆的舒適觀念，即使是在恆星爆炸和流星划過我們的天空時。太陽系中最熟悉的景象之一——壯麗的環狀土星——可能並不總是如此，這一點令人震驚，就像參宿四恆星突然變暗並改變了獵戶座的天體輪廓一樣。正如庫齊所說，我們在夜空中認識和喜愛的物體不應該這樣做。然而對我來說，年輕的土星環也表明地球上的生命是幸運的。巧合的是，進化造就了我們——一個能夠在與土星壯麗的宇宙景象相交的時代製造望遠鏡的物種。