土星的光環(huán)厚大約10米到1000米,相對(duì)于土星來(lái)說(shuō),真的是很薄。
每個(gè)人都知道哪些行星有光環(huán):比如土星、海王星和天王星。但是還有一個(gè)星球你可能沒(méi)有意識(shí)到的。其實(shí)木星也有光環(huán),雖然它們很微弱,但我們還是用宇宙飛船找到了它的光環(huán)。
直到1979年,天文學(xué)家們還不知道塵埃和巖石粒子的微細(xì)圈環(huán)繞著我們太陽(yáng)系最大的氣體巨行星。這是因?yàn)榕c土星環(huán)不同的是,土星環(huán)是由相對(duì)較大的反射太陽(yáng)光的冰塊構(gòu)成的,而木星的光環(huán)是由微小的巖石顆粒構(gòu)成的,而灰塵則像香煙煙霧一樣小,使它們變得黑暗,幾乎不可能從地球上看到。
雖然未來(lái)的宇宙飛船可以了解更多關(guān)于環(huán)的知識(shí),但我們知道的至少有4個(gè)木星環(huán)。
主環(huán)包含了阿德拉斯塔和梅蒂斯的軌道,兩顆小型木星衛(wèi)星可能是環(huán)塵的來(lái)源。
暈環(huán),逐漸融合到主環(huán)的一邊,向另一邊延伸到木星的云表面。
兩個(gè)“蛛絲環(huán)”,這是木星環(huán)最弱的兩個(gè),以他們形成它們物質(zhì)來(lái)源的木星衛(wèi)星,阿瑪西亞和忒拜命名。
在太陽(yáng)系中,土星被譽(yù)為美麗的天體,它戴著的光環(huán)曾被認(rèn)為是不可思議的奇跡。今天科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn),在太陽(yáng)系九大行星中,不僅土星戴著光環(huán),而且木星、天王星和海王星也是戴著光環(huán)的。 在這4顆戴著光環(huán)的行星中,土星的光環(huán)最為壯觀和奇麗。歷史上首先發(fā)現(xiàn)土星光環(huán)的是意大利天文學(xué)家伽利略。1610,伽利略用剛剛發(fā)明不久的天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)土星,發(fā)現(xiàn)它的側(cè)面仿佛有一些什么東西。遺憾的是,直到他去世,也沒(méi)有弄清楚那些東西究竟是什么玩意兒。 1655年,荷蘭天文學(xué)家惠更斯終于搞清了土星光環(huán)形狀不斷變化的原因:那是因?yàn)樗圆煌慕嵌瘸蛭覀?。?dāng)我們恰好從它的側(cè)邊看去時(shí),薄薄的光環(huán)就仿佛隱而不見(jiàn)了。土星光環(huán)厚約10余公里,寬約6.6公里,它可以細(xì)分為幾個(gè)環(huán)帶,中間夾著暗黑的環(huán)縫。 1977年3月10日,包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家的天文學(xué)家,各自觀測(cè)到了一次罕見(jiàn)的天文現(xiàn)象——天王星掩恒星。觀測(cè)的結(jié)果使科學(xué)家們大為驚奇:在天王星遮掩恒星之前,人們已經(jīng)觀測(cè)到一組“掩”,在天王星本體掩星之后,又觀測(cè)了另一組類似的“掩”。造成這些“掩”的,原來(lái)是圍繞著天王星的一些“光環(huán)”。這些環(huán)都極細(xì),而且彼此都離得較遠(yuǎn)。1986年1月,美國(guó)發(fā)射的“旅行者2號(hào)”宇宙飛船飛越天王星時(shí),又發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)新的環(huán)帶?,F(xiàn)在,已經(jīng)知道天王星共有11道環(huán)。 “旅行者1號(hào)”是1977年9月發(fā)射的,1979年3月初,它從離木星大約27.5萬(wàn)公里處掠過(guò)這顆巨大的行星,發(fā)現(xiàn)木星也有一群細(xì)細(xì)的環(huán)。木星環(huán)厚約30公里,總寬度超過(guò)6000公里,光環(huán)與木星的中心距離約12.8萬(wàn)公里。 1989年8月,“旅行者2號(hào)”宇宙飛船飛越海王星時(shí),證實(shí)了海王星也有光環(huán)。海王星的光環(huán)有5道。 冥王星是否也有光環(huán),現(xiàn)在還不清楚,但有些科學(xué)家推測(cè)它也應(yīng)該有光環(huán)。 科學(xué)家們經(jīng)過(guò)觀測(cè)研究后發(fā)現(xiàn),行星的光環(huán)主要是由無(wú)數(shù)的小碎塊組成。碎塊的大小可以用米做單位來(lái)量度。每個(gè)碎塊仿佛都是一顆小小的衛(wèi)星,在自己的軌道上繞著主體行星運(yùn)行不息。 那么,這些行星的光環(huán)究竟是怎樣形成的呢? 早在1850年,法國(guó)數(shù)學(xué)家洛希就推斷出:由行星引力產(chǎn)生的起潮力能瓦解一顆行星,或瓦解一顆進(jìn)入其引力范圍的過(guò)往天體。這種起潮力能夠阻止靠近行星運(yùn)轉(zhuǎn)的物質(zhì)結(jié)合成一個(gè)較大的天體。目前所知道的行星環(huán)就是位于這個(gè)理論范圍內(nèi),其邊界被稱為洛希極限,是一個(gè)重力穩(wěn)定性的區(qū)域。據(jù)此,科學(xué)家們對(duì)行星環(huán)的成因進(jìn)行了三種推測(cè);第一,由于衛(wèi)星進(jìn)入行星的洛希極限內(nèi),從而被行星的起潮力所瓦解;第二,位于洛希限內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)較大的星體,被流星撞擊成碎片而形成光環(huán);第三,太陽(yáng)系演化初期殘留下來(lái)的某些原始物質(zhì),因?yàn)樵诼逑O限內(nèi)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),而無(wú)法凝集成衛(wèi)星,最終形成了光環(huán)。 不過(guò),對(duì)于光環(huán)的成因,科學(xué)家們目前還只能是進(jìn)行猜測(cè)而已。更令他們疑惑不解的問(wèn)題是那些窄環(huán)的存在,因?yàn)楦鶕?jù)常規(guī),天體碰撞、大氣阻力和太陽(yáng)輻射都會(huì)對(duì)窄環(huán)造成破壞,使它消散在空間。究竟是什么物質(zhì)保護(hù)著窄環(huán)使其存在呢?一些學(xué)者提出,一定有一些人們尚未觀測(cè)到的小衛(wèi)星位于窄環(huán)的邊緣,它們的萬(wàn)有引力使窄環(huán)得以形成并受到保護(hù)。這種觀點(diǎn)被人們后來(lái)的發(fā)現(xiàn)所證實(shí),因?yàn)槿藗儾粌H在土星而且在天王星的窄環(huán)中,也發(fā)現(xiàn)了兩顆體積很小的伴隨衛(wèi)星,它們的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)相互作用,使光環(huán)內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)也缺乏規(guī)律性,也許這正是不同的行星環(huán)具有不同的形態(tài)的原因所在。 隨著研究的深入,使人們當(dāng)初的一種推測(cè)——行星環(huán)為太陽(yáng)系演化初期殘留下來(lái)的某些物質(zhì)繞行星公轉(zhuǎn)而成這一觀點(diǎn),受到了越來(lái)越多的學(xué)者的懷疑。比如,德國(guó)的一位天體學(xué)家認(rèn)為,在1億年前,一顆小彗星與一顆直徑60英里的土星衛(wèi)星發(fā)生碰撞,從而形成土星環(huán)。 與此同時(shí),人們還提出了另外一個(gè)有趣的問(wèn)題:為什么土星、木星、天王星、海王星有光環(huán),而水星、金星、火星和地球卻沒(méi)有光環(huán)呢? 對(duì)于神奇的行星光環(huán),科學(xué)家們?nèi)匀徊粩嗵岢鲂碌耐茰y(cè)和假說(shuō)。然而,隨著天文新發(fā)現(xiàn)的增多,行星光環(huán)反而顯得更加神秘莫測(cè)了。
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