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小編的世界 優質文選 宇宙

太陽系內除了土星,還有哪些行星有光環?原來地球也有自己的光環


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2023年8月19日 -
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1977年,科學家們發現天王星也有9個細環圍繞,到1986年,又發現了天王星的第十個環,這樣算下來天王星一共有10個環圍繞。1979年3月,木星那個暗淡但仍然可以觀測到的光環也被發現,它是由一個比較明亮的窄環和一個扁環形的暈環組成的。1989年,當“旅行者2號”宇宙探測器飛近海王星時,發現海王星居然也有5條圍繞著它的環,有的環是完整的,有的則是環的一部分,既環孤。

當太陽系內有四顆行星被人類發現都有光環存在後,引起了全球天文學家的關注。很多人開始設想,太陽系的其他行星,包括人類居住的地球,是否都有“環”圍繞呢?帶著這個問題,科學家們開始了更深入的探索和研究。

地球是否有光環?

通過不斷的觀測與研究,科學家表示,地球也有光環,只是它太過微弱,不容易被發現。地球的光環是地球外圍幾個與赤道平面傾斜度不同的圓環,由極細的塵埃粒子構成。這個塵埃環的高度大概為23.5萬千米至於400萬千米。隨著遠離地球表面的距離增加,塵埃環的數量也顯著減少。

地球塵埃環(虛擬還原)

關於其他類地行星是否有環圍繞,各國的科學家給出的說法也有所不同,不過都停留在推測上,沒有可靠的觀測證據來證明。也許隨著空間探測的進一步深入,宇宙會為我們提供一些新的信息,但目前還是一個無人能解的謎題。

amocity
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“行星環”是如何形成的呢?

想要一個星體附帶有行星環,首先行星本身所在的空間溫度必須足夠低,以便能夠保留大量的原始時期的顆粒物質。其次,行星的質量也要足夠大,使行星的洛希極限控制的空間半徑延伸的足夠遠。這也就是為什麼包括地球在內的類地行星很少有行星環的原因。而類木行星的體積大,質量大,所對應的引力就相對來說較大,並且相對太陽的位置也比較遠,所以這類行星更容易產生行星光環。

通過此圖可以看出,有環的星體都離太陽較遠且自身質量較大

類木行星基於這些基本因素,大質量所伴隨的強引力在收縮時產生的熱量就會比類地行星多很多,因而驅逐掉星體周圍較多的剩餘物質,形成的光環也是較窄且為石質的。

根據觀測資料顯示,天王星和海王星的光環就是由石頭和顆粒冰晶相間組成的,環的寬度較大,內部的部分可能是由於單純的洛希極限作用形成的,而外圍部分則可能是由於更遠處的幾顆大衛星的潮汐攝動造成的,這種攝動和木星對小行星帶的攝動一樣,將其軌道內大部分原始的顆粒物質拉出,使剩餘物質不能再因自身的引力聚合起來,形成了較大的天體所致。

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早在1850年,法國數學家洛希就推斷出,由行星引力產生的起潮力能瓦解一顆行星,甚至瓦解一顆進入其引力範圍內的過往天體。這種起潮力能夠阻止靠近行星運轉的物質組合成一個較大的天體。根據這個理論,科學家們進行了三種推測:

第一、由於衛星進入行星的洛希極限內,從而被行星的起潮力瓦解;

第二、位於洛希極限內的一個或多個較大的星體,被流星撞成碎片而形成的光環;

第三、太陽系演化初期殘留下來的原始物質,因為在洛希極限內繞著太陽公轉,無法凝聚成衛星,變成了光環。