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令人惊叹 , 天王星的光环在太阳系中与众不同 。
文章主要介绍了天王星的主环称为epsilon环 , 并发现与太阳系中的其他环不同 。 这个环的温度只有77开尔文 , 液氮沸点在标准大气压下 , 并且对环中的尘土颗粒的来源做出了推测 。
图注:天王星旅行者照片(旅行者2号 , 美国宇航局 , 埃里希·卡科施卡)图源:原文 。
土星可能是最耀眼的 , 但它不是太阳系中唯一一颗被环所围绕的行星 。 去年我们发现了更多关于天王星周围13个环的信息 , 天文学家对这颗冰行星进行热影像拍摄时 , 这些环抢镜了 。
研究人员第一次能够确定这些环的温度 , 并证实主环——称为ε环——与太阳系中的其他环都不同 。
通常 , 土星是唯一一个被拍摄到的有光环的行星 , 因为环绕天王星、木星和海王星的环只能通过强大的望远镜才能看到(或者像朱诺这样的探测器 , 它拍下了下面这张令人叹为观止的木星光环的照片) 。
图注:2016年8月27日 , 美国宇航局的朱诺号航天器在其第一次科学飞行期间 , 飞越了木星辐射带和行星之间的狭窄间隙 , 在1号近木星点 , 恒星参考单元(SRU-1)恒星照相机收集了第一张从内部向外拍摄的木星环图像 。 图像中心的亮带是木星环系的主环 。 在拍摄光环图像时 , SRU正在观察猎户星座 。 主环上方的明亮恒星是参宿四 , 右下角可以看到猎户座的腰带 。 图源:美国宇航局 。
会有多少个环?木星有四个 。 海王星有五个 。 土星有成千上万 。
说到天王星 , 我们对它的环知之甚少 , 在太阳系观测中通常使用光学和近红外波长 , 而这些环对光学和近红外波长的反射很少 。 事实上 , 它们太暗了 , 直到1977年才被发现 。 (木星的环在1979年被发现 , 海王星的环在1984年被发现 。 )
【令人惊叹,与众不同,天王星的光环有啥独特?】
图注:天王星环热成像(爱德华·莫尔特和伊姆克·德佩特/加州大学伯克利分校) 。 图源:原文 。
因此 , 天文学家在探索该行星大气温度结构时 , 拍摄的热成像中出现了光环 , 这有点出乎意料;尤其明显的是ε环 。来自莱斯特大学的天文学家利·弗莱切说:“当我们第一次减少数据时 , 我们惊讶地看到这些环清楚地出现在图像上 。 ”
因为这是一张热图像 , 研究小组第一次能够了解到环的温度:只有77开尔文 , 即标准大气压下液氮的沸点(天王星的表面温度低至47开尔文 , 因此温度更低 。 )
它还证实 , 与其他行星周围的光环相比 , 这些光环真的很奇怪 。 1986年 , 当旅行者2号探测器飞过天王星 , 拍下了一系列令人开心的照片时 , 地球上的科学家们注意到光环似乎缺了什么 。
在土星的环中 , 这些粒子的范围很广 , 从粉尘到大块的岩石 。 木星和海王星都有尘埃环 , 大部分由微粒组成 。
与此同时 , 天王星的各个环之间有一层灰尘 , 但光环本身包含的石块而最大也只有高尔夫球大小 。
“我们没看到有更小的东西 , ”加州大学伯克利分校的天文学家爱德华·莫尔特说 。
“有什么东西把小东西扫了出去 , 或者它们都混在一起了 。 我们只是不知道 。 这帮我们进一步了解它们的组成部分 , 所有环都是由同一种源材料组成 , 还是每个环的成分都不同 。 ”
图注:天王星-阿尔玛阵列拍摄(莫尔特等人 , arXiv , 2019年) 。 图源:原文 。
可能的来源包括来自卫星的冲击喷射物 , 就像在木星环中所见到的;还有被行星引力捕获的小行星 , 然后不知何故粉碎;行星形成过程中留下的碎片(这不太可能 , 因为它们被认为最多有6亿年的历史);或者理论上撞击行星的碎片 。
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