令人驚歎，與眾不同，天王星的光環有啥獨特？

令人驚歎，天王星的光環在太陽系中與眾不同。

文章主要介紹了天王星的主環稱為epsilon環，並發現與太陽系中的其他環不同。這個環的溫度只有77開爾文，液氮沸點在標准大氣壓下，並且對環中的塵土顆粒的來源做出了推測。

圖注：天王星旅行者照片（旅行者2號，美國宇航局，埃裏希·卡科施卡）圖源：原文。

土星可能是最耀眼的，但它不是太陽系中唯一一顆被環所圍繞的行星。去年我們發現了更多關於天王星周圍13個環的信息，天文學家對這顆冰行星進行熱影像拍攝時，這些環搶鏡了。

研究人員第一次能夠確定這些環的溫度，並證實主環——稱為ε環——與太陽系中的其他環都不同。

通常，土星是唯一一個被拍攝到的有光環的行星，因為環繞天王星、木星和海王星的環只能通過強大的望遠鏡才能看到（或者像朱諾這樣的探測器，它拍下了下面這張令人歎為觀止的木星光環的照片）。

圖注：2016年8月27日，美國宇航局的朱諾號航天器在其第一次科學飛行期間，飛越了木星輻射帶和行星之間的狹窄間隙，在1號近木星點，恒星參考單元（SRU-1）恒星照相機收集了第一張從內部向外拍攝的木星環圖像。圖像中心的亮帶是木星環系的主環。在拍攝光環圖像時，SRU正在觀察獵戶星座。主環上方的明亮恒星是參宿四，右下角可以看到獵戶座的腰帶。圖源：美國宇航局。

會有多少個環？木星有四個。海王星有五個。土星有成千上萬。

說到天王星，我們對它的環知之甚少，在太陽系觀測中通常使用光學和近紅外波長，而這些環對光學和近紅外波長的反射很少。事實上，它們太暗了，直到1977年才被發現。（木星的環在1979年被發現，海王星的環在1984年被發現。）

圖注：天王星環熱成像（愛德華·莫爾特和伊姆克·德佩特/加州大學伯克利分校）。圖源：原文。

因此，天文學家在探索該行星大氣溫度結構時，拍攝的熱成像中出現了光環，這有點出乎意料；尤其明顯的是ε環。

來自萊斯特大學的天文學家利·弗萊切說：“當我們第一次減少數據時，我們驚訝地看到這些環清楚地出現在圖像上。”

因為這是一張熱圖像，研究小組第一次能夠了解到環的溫度：只有77開爾文，即標准大氣壓下液氮的沸點(天王星的表面溫度低至47開爾文，因此溫度更低。）

它還證實，與其他行星周圍的光環相比，這些光環真的很奇怪。1986年，當旅行者2號探測器飛過天王星，拍下了一系列令人開心的照片時，地球上的科學家們注意到光環似乎缺了什麼。

在土星的環中，這些粒子的範圍很廣，從粉塵到大塊的岩石。木星和海王星都有塵埃環，大部分由微粒組成。

與此同時，天王星的各個環之間有一層灰塵，但光環本身包含的石塊而最大也只有高爾夫球大小。

“我們沒看到有更小的東西，”加州大學伯克利分校的天文學家愛德華·莫爾特說。

“有什麼東西把小東西掃了出去，或者它們都混在一起了。我們只是不知道。這幫我們進一步了解它們的組成部分，所有環都是由同一種源材料組成，還是每個環的成分都不同。”

圖注：天王星-阿爾瑪陣列拍攝（莫爾特等人，arXiv，2019年）。圖源：原文。

可能的來源包括來自衛星的沖擊噴射物，就像在木星環中所見到的；還有被行星引力捕獲的小行星，然後不知何故粉碎；行星形成過程中留下的碎片（這不太可能，因為它們被認為最多有6億年的歷史）；或者理論上撞擊行星的碎片。

最可能的解釋是固體軌道物體，被撞擊或潮汐力破壞。

這還不是全部。根據之前的數據，包括2004年使用凱克天文台拍攝的近紅外圖像，天王星周圍環的組成部分與其他環不同。

“星體反照率要低得多：它們真的很暗，就像木炭一樣。” 莫爾特說：“與土星環相比，它們也非常窄。最寬的是ε環，寬度從20公裏到100公裏不等，而土星環則有數百公裏或數萬公裏寬。”

因此，即使有了令人驚歎的新照片，這些光環仍然是一個巨大的謎。但這個謎團可能很快就會有更多的線索，當詹姆斯·韋伯太空望遠鏡2021年升空時，憑借其最先進的觀測技術於，我們希望看到一些天王星的寶貴畫面。

BY: MICHELLE STARR

FY: 大恐龍龍

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