行星真的有环吗?

如题所述

1610年,著名科学家伽利略在宇宙中发现了色彩美丽、排列匀称的光环,但并没有引起他的注意。直至1659年,荷兰科学家才证实那个光环是土星的光环。1979年,行星探测器飞近土星发现,土星环是由上千个环组成的,由土星云层顶部一直延伸至32万千米处。后来科学家们发现,在85万千米以外还有一些外环。很长一段时间内,人们都认为只有土星有环围绕,但是到了1977年,科学家们发现天王星也有9个细环围绕,1986年又观测到一个环,这样天王星共有10个环。1979年3月,科学家发现木星也有虽暗但清晰可见的环。它们由一个较明亮的窄环和一个扁环形的晕环组成的。1989年,“旅行者”2号宇宙探测器飞近海王星,发现了海王星也有5条围绕它的环,有的环是完整的,有的则是环的一部分,即环弧。

太阳系内有四颗大行星有环围绕,这引起了天文学家的关注。很多人在设想,太阳系的其他行星,包括人类居住的地球,是否都有“环”围绕呢?

1964年,苏联曾将两个人造卫星送入围绕地球的椭圆形轨道,卫星上装备有陨石微粒记录器,测量结果表明靠近地球也有一个稳定的、相当稠密的尘埃组成的环。

通过进一步观测查明,它们是地球外围的几个与赤道平面倾斜度不同的圆环,由极细的尘埃粒子构成。尘埃环的高度为23.5万千米至400万千米。随着远离地球表面的距离的增加,尘埃粒子的数量显著减少。

关于其他类地行星是否有环围绕,各国科学家们意见不一,但都停留在推测上,没有可靠的观测证据来证明。也许随着空间探测的进一步深入,宇宙会为提供一些新的信息,但目前还是一个无人能解的谜。

首先,行星本身所在的空间的温度应足够低,以便能够保留大量的原始时期的颗粒物质。其次,行星的质量也要足够大,使行星的洛西限控制的空间半径延伸得足够远,很显然,类地行星不具备这样的条件,因此它们没有光环,有光环的只能是类木行星等质量较大、距离太阳较远的行星,这就是行星的光环为什么只存在于类木行星周围的原因。但是这只是一个基本原因,实际情况会因行星的情况不同而不同,木星由于质量大,以及引力收缩时期产生的热量多,因而驱逐了星体周围较多的剩余物质,形成的光环较窄,为石质的。

根据观测资料,天王星和海王星的光环为石质和冰质颗粒相间组成,环的宽度较大,内部的部分可能是由于单纯的洛西限作用形成的,而外围部分则可能是由于更远处的几颗大卫星的潮汐摄动造成的,这种摄动和木星对小行星带的摄动一样,将其轨道内的大部分原始的颗粒物质拉出,使剩余物质不能再因自身的引力聚合起来,形成较大的天体所致。

早在1850年,法国数学家洛希就推断出:由行星引力产生的起潮力能瓦解一颗行星,或瓦解一颗进入其引力范围的过往天体。这种起潮力能够阻止靠近行星运转的物质结合成一个较大的天体。据此,科学家们进行了三种推测:第一,由于卫星进入行星的洛希极限内,从而被行星的起潮力瓦解;第二,位于洛希限内的一个或多个较大的星体,被流星撞击成碎片而形成光环;第三,太阳系演化初期残留下来的原始物质,因为在洛希极限内绕太阳公转,无法凝集成卫星,最终形成了光环。

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