令人驚嘆，天王星的光環(huán)在太陽系中與眾不同。

文章主要介紹了天王星的主環(huán)稱為epsilon環(huán)，并發(fā)現(xiàn)與太陽系中的其他環(huán)不同。這個(gè)環(huán)的溫度只有77開爾文，液氮沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，并且對(duì)環(huán)中的塵土顆粒的來源做出了推測(cè)。

圖注：天王星旅行者照片（旅行者2號(hào)，美國(guó)宇航局，埃里?！た剖┛ǎ﹫D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(huán)所圍繞的行星。去年我們發(fā)現(xiàn)了更多關(guān)于天王星周圍13個(gè)環(huán)的信息，天文學(xué)家對(duì)這顆冰行星進(jìn)行熱影像拍攝時(shí)，這些環(huán)搶鏡了。

研究人員第一次能夠確定這些環(huán)的溫度，并證實(shí)主環(huán)——稱為ε環(huán)——與太陽系中的其他環(huán)都不同。

通常，土星是唯一一個(gè)被拍攝到的有光環(huán)的行星，因?yàn)榄h(huán)繞天王星、木星和海王星的環(huán)只能通過強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡才能看到（或者像朱諾這樣的探測(cè)器，它拍下了下面這張令人嘆為觀止的木星光環(huán)的照片）。

圖注：2016年8月27日，美國(guó)宇航局的朱諾號(hào)航天器在其第一次科學(xué)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(hào)近木星點(diǎn)，恒星參考單元（SRU-1）恒星照相機(jī)收集了第一張從內(nèi)部向外拍攝的木星環(huán)圖像。圖像中心的亮帶是木星環(huán)系的主環(huán)。在拍攝光環(huán)圖像時(shí)，SRU正在觀察獵戶星座。主環(huán)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(guó)宇航局。

會(huì)有多少個(gè)環(huán)？木星有四個(gè)。海王星有五個(gè)。土星有成千上萬。

說到天王星，我們對(duì)它的環(huán)知之甚少，在太陽系觀測(cè)中通常使用光學(xué)和近紅外波長(zhǎng)，而這些環(huán)對(duì)光學(xué)和近紅外波長(zhǎng)的反射很少。事實(shí)上，它們太暗了，直到1977年才被發(fā)現(xiàn)。（木星的環(huán)在1979年被發(fā)現(xiàn)，海王星的環(huán)在1984年被發(fā)現(xiàn)。）

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

因此，天文學(xué)家在探索該行星大氣溫度結(jié)構(gòu)時(shí)，拍攝的熱成像中出現(xiàn)了光環(huán)，這有點(diǎn)出乎意料；尤其明顯的是ε環(huán)。

來自萊斯特大學(xué)的天文學(xué)家利·弗萊切說：“當(dāng)我們第一次減少數(shù)據(jù)時(shí)，我們驚訝地看到這些環(huán)清楚地出現(xiàn)在圖像上?！?/p>

因?yàn)檫@是一張熱圖像，研究小組第一次能夠了解到環(huán)的溫度：只有77開爾文，即標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下液氮的沸點(diǎn)(天王星的表面溫度低至47開爾文，因此溫度更低。）

它還證實(shí)，與其他行星周圍的光環(huán)相比，這些光環(huán)真的很奇怪。1986年，當(dāng)旅行者2號(hào)探測(cè)器飛過天王星，拍下了一系列令人開心的照片時(shí)，地球上的科學(xué)家們注意到光環(huán)似乎缺了什么。

在土星的環(huán)中，這些粒子的范圍很廣，從粉塵到大塊的巖石。木星和海王星都有塵埃環(huán)，大部分由微粒組成。

與此同時(shí)，天王星的各個(gè)環(huán)之間有一層灰塵，但光環(huán)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(xué)伯克利分校的天文學(xué)家愛德華·莫爾特說。

“有什么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(jìn)一步了解它們的組成部分，所有環(huán)都是由同一種源材料組成，還是每個(gè)環(huán)的成分都不同?！?/p>

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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(wèi)星的沖擊噴射物，就像在木星環(huán)中所見到的；還有被行星引力捕獲的小行星，然后不知何故粉碎；行星形成過程中留下的碎片（這不太可能，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)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(jù)之前的數(shù)據(jù)，包括2004年使用凱克天文臺(tái)拍攝的近紅外圖像，天王星周圍環(huán)的組成部分與其他環(huán)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(huán)相比，它們也非常窄。最寬的是ε環(huán)，寬度從20公里到100公里不等，而土星環(huán)則有數(shù)百公里或數(shù)萬公里寬?！?/p>

因此，即使有了令人驚嘆的新照片，這些光環(huán)仍然是一個(gè)巨大的謎。但這個(gè)謎團(tuán)可能很快就會(huì)有更多的線索，當(dāng)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡2021年升空時(shí)，憑借其最先進(jìn)的觀測(cè)技術(shù)于，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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