自哥白尼推翻“地心说”以来，研究人员就认为，我们所处的时间和空间在宇宙中并不“特别”。天文观测者现在看到的时空，从几十亿年前就是这样，而且还将持续几十亿年。然而，过去几年，对太阳系中较远地方的观测，正在挑战这种观念。木星的卫星木卫一（Io）、土星的卫星土卫六（Titan）和土卫二（Enceladus）正在发生变化，而人类则非常有幸能见证这一变化。对于土星明亮的光环来说，也是如此。
土星的明亮光环可能是最近才形成的，随着时间的推移可能会变暗。这种变化使得研究行星的学者难以接受，因为从统计上来说，人类几乎不可能见证到这种不寻常的变化。
这种变化也违背地质学的一个基本原理——均变论。均变论认为，行星的改变是一种持续的、逐渐的变化。美国航空航天局艾姆斯研究中心的行星科学家杰夫·摩尔（Jeff Moore）说，“地质学家喜欢认为事物还是以前的事物”。他还说：“对于人类来说，不变的世界可以让人不用认为，自己生活在特殊的时代。”但证据让科学家难以接受。因为，宇宙可能正在上演壮丽的奇观。
土星环长期以来，科学家一直认为，土星环形成于40亿年前，即土星形成后不久。土星环可能是被撕裂的卫星的明亮遗迹，也可能是一个彗星被巨行星的引力撕裂后的遗迹。但是，一些行星科学家认为，土星环的明亮不可能持续几十亿年的时间。这是因为，土星环90%的成分是冰，彗星和小行星抛出的碳质尘埃会污染土星环。因此，随着时间的流逝，土星环将会变暗。
美国航空航天局艾姆斯研究中心的行星科学家杰夫·库兹（Jeff Cuzzi）说:“如果观测木星、天王星还有海王星的环，你会发现，它们都比较暗。这是可以预见到的，因为这些环正在遭受‘污染’。”
土星的B环（左）很亮，以至于很多研究人员猜测它很年轻。
在库兹看来，土星环非常明亮的事实说明，这个环是在仅仅几亿年前，因为某种天体在土星周围被撕裂而形成的——这个天体可能是远道而来的冰体，也可能是土星自身的一颗巨大卫星。接下来，土星环会慢慢变暗，库兹说。但是这种说法也存在问题。那些可以形成行星环、到处横冲直撞的大型天体，在太阳系形成的最初7亿年间可能比较常见，但在此之后，这样的天体就很少见了。所以，10亿年前，这种大型天体经过土星的几率很小。
而且，如果土星的一颗卫星大得可以形成土星环，那就很难解释，在这个时间段里，这颗卫星怎么会如此靠近土星。
还有另外一种可能性。土星环形成于几十亿年前，但因为某种机制，它一直像现在这样明亮。如果土星环的质量比现在的质量大十倍以上，这种可能性是存在的。因为，相对于土星环来说，碳质尘埃的质量太小了，不足以污染土星环使其变暗。
“如果你有一点黑色涂料，将这点黑色涂料放入1加仑（1加仑约等于3.8升）白色涂料，白色涂料将会变得很黑”，库兹说，“但是，将这点黑色涂料放入一个游泳池，游泳池的颜色将不会发生变化。”美国西南研究所主管行星科学研究的副主席罗宾·坎努普（Robin Canup）非常倾向于这种解释：“据我所知，对于土星环是最近形成的这种说法，并没有合理的解释。”
但是，目前没有发现这些质量大得多的物质在哪里。
这些物质可能隐藏在最大的环——B环——的后面。由于B环透明度极低，因此，科学家目前还不能利用光线的通过情况，来研究B环里面的成分。这个问题的答案，可能很快会由从2004年就开始环绕土星运行的“卡西尼”号探测器揭晓。2017年，“卡西尼”号探测器将在它生命的最后时刻，进入土星最里面的D环。通过比较该探测器在不同轨道上的运行情况，将会以前所未有的精度得知土星环的质量。
但坎努普警告说：“如果‘卡西尼’号探测器告诉我们，土星环的质量很小，我们将会面临一个难题。”
土卫二是一颗美丽的卫星。当它环绕土星运行时，它的南极会抛洒水蒸气流，从而形成一个美丽的冰尾巴——E环。土卫二喷出热量的功率为160亿瓦特，而土卫二内部放射性物质的衰变，以及土星潮汐力所产生的功率，仅为土卫二喷出功率的10%。科学家非常好奇，土卫二如何能够保持这种喷洒行为。
针对土卫二这种大功率的喷发行为，科学家已经提出了一些解释。但所有解释都有一个假设，土卫二正处在一个特殊时期。
澳大利亚麦考瑞大学的行星科学家克雷格·奥尼尔（Craig O’Neill）和加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的行星科学家弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）提出了一种解释：在过去10亿到1亿年的时间里，由于土星潮汐力的作用对土卫二内部张力做功，从而使能量在土卫二内部积累，这些能量现在足以使土卫二的地壳破裂，向太空喷出能量和水蒸气。
这种喷发行为只能持续一千万年，到时土卫二地壳将会冷却。
然后，能量又会在土卫二内部重新聚集，从而开始一个新的循环。奥尼尔在一个会议上阐述这种解释时，遇到了批评，他回应说：“土卫二的喷发行为处于一个循环中，我们正好赶上了它的喷发期。”他还指出，这种循环就像美国黄石国家公园里的间歇性喷泉一样，只不过土卫二喷发行为的循环周期要长得多。这种周期性的喷发行为，也可以用来解释另外一个问题，那就是为什么土卫二表面不同地方的年龄，看起来差别很大。
土卫二表面有些地方因为火山喷发而造成了凹痕，而有些地方看起来是新形成的地壳。这种现象也存在于其他卫星，包括木星的巨型卫星木卫三（Ganymede）和天王星的小卫星天卫五（Miranda）。如果这些卫星也经历过周期性的喷发过程，那土卫二就不是那么特别了。在任何时期，它们中至少总有一个处于活跃期，奥尼尔说道。
土卫二的表面很复杂，说明它经历了很多地质变化。如果上面的解释行得通，那么就存在另外一个难题。
土卫一（Mimas）离土星的距离比土卫二近得多，受到来自于土星的潮汐力也大得多，但没有证据表明，土卫一也存在这样的周期性活动。尼莫猜测道，一种可能性是因为土卫一的内部结构和土卫二差别很大，土卫一的内部物质很难被挤压或者拉伸，因此能量不能在土卫一内部积累。他说：“土卫一的内部应该能聚集比土卫二内部更多的能量，但是事实并非如此，这个问题的确切答案，我们目前还不知道。
”2015至2017年，“卡西尼”号探测器将会拍摄土卫二南极的很多照片，这将为我们提供其他线索，以更准确地估计土卫二的能量喷出功率。
木卫一就热量而言，与木卫一这个熔炉比起来，土卫二就像个萤火虫。作为太阳系内火山活动最强的天体，木卫一有上百种火山特征。木卫一的火山活动可以向太空喷出长达500千米的带状硫磺和二氧化硫，这个距离比从地球到空间站的距离还要远。
木卫一的热量喷出功率为9万亿瓦特，这比木卫一由于受到木星的潮汐力而产生的功率大好几倍。对于这个问题，美国加州理工学院的行星科学家戴维·史蒂文森（David Stevenson）说道：“木卫一的火山活动有些时期比较活跃，而其他时期则不太活跃。”
木卫一上火山喷出的硫磺带状物，深入太空500千米。一种可能的解释是，木卫一的轨道在发生周期性变化。
受到木卫二（Europa）和木卫三（Ganymede）引力的影响，木卫一围绕木星的轨道有一点偏心率。就像踉踉跄跄的小孩子一样，木卫一环绕木星运行一周的过程中，总会受到其他两颗卫星引力的推动，这使得木卫一的轨道不是正圆轨道。这种偏心轨道会加剧木卫一由于受到潮汐力而发生的变形，每转一周，木卫一的表面将会变形约10米。表面变形时，会产生摩擦。
这种由于表面变形摩擦而产生的能量，正是通过火山喷发的形式释放了出来。
在这个过程中，木卫一的轨道运行能量被提取了出来，因此，木卫一不可能跑到离开木星更远的地方去。轨道能量不断变成热能，最终，木卫一的轨道将会变得非常圆。轨道变圆的情况下，木卫一受到的潮汐作用会弱化，它将会冷却下来。
然后接下来的几百万年中，木卫二和木卫三的引力作用会将木卫一推入另一个偏心率比现在大几倍的轨道，循环又开始了，史蒂文森说道。巴黎天文台的行星科学家瓦莱里·莱内（Valery Lainey）同意这种观点——木卫一的轨道在发生周期性变化。对木卫一超过一百年的观测也支持这种观点。观测发现，木卫一的轨道正变得越来越圆。如果这样，木卫一猛烈的火山活动也可能正处于衰退期。
这种轨道变化是符合大自然规律的，史蒂文森说道。尽管宇宙中的周期性变化事件非常常见，但木卫一的变化太剧烈了，像土卫二一样，“我们可能并没有真正理解它们”。
土卫六2005年，当“卡西尼”号探测器向土星的最大卫星（土卫六）的大气层投下了惠更斯探测仪后，探测仪发现了一块带有弯曲河槽的地形。土卫六的河槽很像地球上的河槽，但它有一个大幅扭曲的地方。
冲刷河槽表面的液体是甲烷，这些甲烷来自土卫六的大气层——碳氢化合物云。然而，甲烷大气对陆地的影响应该是短期的。太阳光将会使甲烷分解，促使化学反应发生，生成较重的碳氢化合物，这将会使土卫六的大气层在几千万年的时间里耗尽。土卫六现在正处在这样一个阶段：大气层的甲烷成分刚被补充，或正处于被补充的过程中。
“卡西尼”号探测器发现了许多冰火山，这些火山从土卫六内部喷出甲烷。
卫星内部放射性元素的衰变，以及潮汐力做功产生的能量，可能是驱动火山喷发的能量。这种火山的候选者之一，是迄今知道的土卫六最高的山——Doom Mons，该山靠近土卫六最深凹陷的地方。美国航空航天局喷气推进实验室的行星科学家罗莎丽·洛普（Rosaly Lopes）说道，那个地方的沉淀物来自于火山喷发出的甲烷泥浆。摩尔坚持另一个观点，甲烷河流的碰撞和侵蚀造就了这种火山地形。
他认为土卫六正处于一个独一无二的地质时期。在他看来，直到几千万年前至几亿年前，甲烷和氮气——土卫六大气层的主要成分——还被冻结在土卫六的表面。在那个时候，太阳已经历了46亿年的演化，开始变热，于是土卫六表面的冰开始升华，并在百万年的时间内形成了富含甲烷的大气。
土卫六大气中含有碳氢化合物可能只是一种暂时现象。甲烷开始在大气中凝结，并以“下雨”的方式落向土卫六表面，形成了现在的地形，摩尔说道。
逐渐地，太阳使甲烷分解，变成更重的碳氢化合物，“雨”消失了。再过4 000万年后，摩尔说，甲烷可能彻底消失，土卫六会恢复这样一种场景——淡红色的碳氢化合物覆盖在星球表面，上方则是蓝色的、充满氮气的天空。美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的拉尔夫·洛仑兹（Ralph Lorenz）认为，摩尔的想法过于简单。
拉尔夫说，有证据表明，大气中的甲烷从变成碳氢化合物，再沉积到覆盖土卫六20%表面的山丘中，可能花了几十亿年的时间。如果事实确实如此，那么液体甲烷存在的时间相当于土卫六存在的时间。
“卡西尼”号探测器的进一步观测将告诉我们，在几年的时间尺度上，土卫六的表面变化了多少。这将帮助科学家更精确地估计甲烷“雨”到底冲刷了星球表面多长时间。“我认为，随着时间的变化，我们会对土卫六有更多新的认识，”洛仑兹说，“土卫六可不是一个简单的家伙。”