“亮環(huán)繞地”是何等景觀？

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如果地球像土星一樣，外圍有一圈圈亮環(huán)，從危地馬拉看天空又是何等景象？“虛幻地球”系列推測，如果生命關(guān)鍵的一部分改變了—無論是地球還是人類本身，地球?qū)兂墒裁礃?？如果地球外圍繞著亮環(huán)又是怎樣的景象？如果每個人都像植物一樣可以進行光合作用，地球又會變成什樣？

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土星的環(huán)賦予這個星球一個諸如泰坦之王這樣雄偉恰當(dāng)?shù)拿?。土星的亮環(huán)幾乎由大大小小的冰構(gòu)成，跨度達數(shù)千英里寬。1610年，自伽利略首次發(fā)現(xiàn)土星外圍的亮環(huán)后，這些環(huán)就成了土星最吸引人的特征。

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如果地球外圍也有亮環(huán)又是何等景象？太空和科學(xué)小說的插畫家榮·米勒（Ron miller）創(chuàng)作出了奇妙圖像，這些圖像向我們展示了地球像土星一樣外圍繞環(huán)的景象。

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星體赤道附近的環(huán)是最穩(wěn)定的，既然如此，亮環(huán)所呈現(xiàn)的景象將根據(jù)你所處的地表位置不同而有所差異。比如，從厄瓜多爾的首都基多（在赤道附近）看去，你將會看到環(huán)的邊緣，它們就像一條細細的線從地平線垂直升起。

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如果地球像土星一樣外圍繞環(huán)，從厄瓜多爾的首都基多看到的景象

（圖片提供：榮·米勒）

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對比之下，北極圈附近這個亮環(huán)看上去像是從地平線拱起來。

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如果地球像土星一樣外圍繞環(huán)，從北極圈看到的景象

（圖片提供：榮·米勒）

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在氣候更加溫和的海拔地區(qū)，這個環(huán)就像一個橫跨天的兩頭的巨型拱門。

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如果地球像土星一樣外圍繞環(huán)，從華盛頓看到的景象

（圖片提供：榮·米勒）

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這些亮環(huán)不會上升，也不會下降。而是固定出現(xiàn)在天空固定的位置。這些宇宙地標不論白天黑夜都可以看到。

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???????如果地球真的有環(huán)的話，它們區(qū)別于土星環(huán)的一個關(guān)鍵點是——冰。地球比土星更加靠近太陽，因此太陽光會使存在于地球環(huán)上的冰升華。同樣地，即使地球的環(huán)系由巖石組成，也不意味著它們看起來就是暗淡的。月巖大部分是灰色的，雖然只反射了12%的入射光，但整個月亮“看起來非常明亮，不僅因為有很多光投射在月球表面，也因為它離我們很近”，Scharf說。

???????地球的環(huán)系會有多亮？“大約每平方米1300瓦的陽光照射在地球的大氣層上，”紐約哥倫比亞大學(xué)天體生物學(xué)主任Caleb?Scharf說，“如果地球環(huán)反射10%的光的話，那么每平方米反射光就和一個130瓦的燈泡發(fā)出的光一樣多?！?/span>

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如果地球環(huán)存在的話，晝夜平分點時的天空看起來會是什么樣子？（圖片來源：Ron?Miller）比月球更近

???????環(huán)系離地球到底會有多近？它們能到達的最近的地方位于大氣層之上的熱層，它高達620英里（1000公里）。大氣阻力會把任何低于這個高度的環(huán)系物質(zhì)的速度降下來。

???????環(huán)系到底可以延伸多遠？根據(jù)洛希極限，任何在地球某一距離內(nèi)航行的物體，都會在地球引力作用下解體成環(huán)狀。任何與月球尺寸一般大小的物體，當(dāng)?shù)陀诰嗟乇?365英里（11850公里）高度時都會解體，最后在地球周圍形成一個環(huán)。

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???????總的來說，環(huán)系軌道很可能比月球軌道更加接近地球。

???????環(huán)還是環(huán)系？星體還是星體系？

???????地球是否能擁有一個或者多個環(huán)取決于地球是否也擁有“牧羊犬衛(wèi)星”，小星體可以使環(huán)系間更加清晰并能使顆粒限制在環(huán)內(nèi)。土星環(huán)有著很多牧羊犬衛(wèi)星，例如土衛(wèi)十六。地球環(huán)上的牧羊犬衛(wèi)星可能會像晶瑩的珍珠般環(huán)繞在環(huán)系邊緣。

????????Scharf表示，如果月球像地球一樣大，那么地球就不可能擁有持久的環(huán)系。他解釋道，當(dāng)月球引起地球潮汐的引力和地球引力相同時，月球引力可能會破壞任何環(huán)。

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落下的陰影

??根據(jù)一天中的時間，一年中的季節(jié)和緯度位置，地球的影子可能會落在這個環(huán)上。地球的影子在環(huán)上看起來可能會是橢圓形的，“并且會隨著時間推移而移動”，沙夫說。

??從北回歸線的角度來看，如果地球有像土星一樣的環(huán)，它的陰影落在環(huán)上，天空看起來可能會是什么樣子。

??在晝夜平分點的時期，太陽將會和地球的環(huán)處于同一平面。在這段時間，在地球的中緯度地區(qū)影子將會穿過環(huán)在最大程度上伸展，將他們的一大部分投射到黑暗中。在赤道地區(qū)，這個環(huán)會把太陽一分為二，將一個引人注目的影子投射在半個地球上。

??在晝夜平分點時，如果地球有像土星一樣的環(huán)，天空從赤道看起來會是什么樣子。這個環(huán)本身會將自己的影子投射在地球上。在北半球的夏季和南半球的冬季期間，環(huán)會把影子投射到南半球，反之亦然。這意味著兩個半球的冬天都會比現(xiàn)在跟寒冷更嚴峻。然而，環(huán)的光同時會增加地球所接收的光的總量，“所以對氣候的影響很難精確描述”，沙夫說。

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圍繞著環(huán)的神話

??作為天空中從未改變位置的空中標志，幾乎可以確定它將會在神話中產(chǎn)生重要影響。在溫帶地區(qū)，人們可能會將環(huán)的弓形想象成連接天堂和人間橋。由于環(huán)的形態(tài)隨著緯度而變化，所以它對人們的意義也會隨之變化?？紤]到地球上的戰(zhàn)爭是如何起源于對宗教教義的對立觀點，有人可能會想搞明白，如果人們開始漫游地球并且觀察環(huán)的形態(tài)變化會發(fā)生什么。

??除此之外，環(huán)的存在無疑會誘使人們開始漫游世界。鑒于環(huán)的形態(tài)很像一個大拱形，探索者也許會想看看拱形從哪里著陸，就像一個人想看到彩虹的盡頭。

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此外，沙爾夫指出，在環(huán)上地球陰影的邊緣周圍，人們會看到通過地球大氣層過濾的光。你可能會在陰影的邊緣得到一些絢麗的顏色，也許是血紅色的邊緣，”他說?！拔铱梢韵胂蟾鞣N各樣的關(guān)于它的神話。”

然而，根據(jù)緯度和季節(jié)的不同，太陽的軌道可能會從環(huán)的后面穿過。組成環(huán)的粒子很可能會分散太陽的光線，使其看起來模糊。沙夫說:“想想一個文明會賦予太陽在光環(huán)背后的精神意義，這很有趣?！?/span>

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導(dǎo)航員的指南

這些環(huán)可能會成為不錯的導(dǎo)航輔助工具。人們可能想知道，它們是如何支持旅行、勘探、貿(mào)易、移民和入侵的。

例如，幾個世紀以來，當(dāng)水手們在海上或看不見陸地的地方時，他們很難精確地確定自己在地球上的經(jīng)緯度位置。長期以來，航海家們都有利用天文學(xué)來確定緯度的方法——白天觀察太陽的高度，晚上觀察北極星的高度——但找到一種計算經(jīng)度的方法，在鐘表工程（計時工程）上取得了突破性進展。

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天空中的光環(huán)可能會幫助航海家以多種方式估算經(jīng)度。牧羊人衛(wèi)星可以在可預(yù)測的軌道上繞地球運行，就像時鐘上移動的指針一樣。土星環(huán)擁有神秘的輻條，可能與土星的磁場有關(guān)，而地球環(huán)上的任何輻條都可以充當(dāng)時鐘表面上的時間標記。地球的陰影在光環(huán)上移動的方式也可以幫助它們充當(dāng)一個巨大的宇宙時鐘。沙爾夫說:“你真的可以通過這些環(huán)得到一種精密的計時系統(tǒng)?！?/span>

環(huán)與它的空間位置

根據(jù)光環(huán)的位置，衛(wèi)星和航天器原則上可以在環(huán)下面運行。例如，國際空間站在地球表面上方約250英里(400公里)的軌道上運行，可能在環(huán)以下，而地球同步衛(wèi)星在地球表面上方約22235英里(35786公里)的軌道上運行，很可能遠在土星環(huán)之上。然而，這些環(huán)很可能會分散來自赤道軌道上的衛(wèi)星和航天器的無線電信號，從而限制了它們的使用。

不過，沙夫說，這些光環(huán)可能會干擾天文學(xué)，妨礙地面觀測夜空。這反過來可能會限制環(huán)狀行星上的科學(xué)家對宇宙關(guān)鍵細節(jié)的了解，比如其他星系的存在，或者宇宙的膨脹。

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巖石世界擁有光環(huán)的可能性有多少？早先的研究發(fā)現(xiàn)火星的衛(wèi)星火衛(wèi)一可能曾經(jīng)是圍繞在這顆紅色行星周圍的光環(huán)。隨著時間火衛(wèi)一越來越靠近火星，它很可能會在跨越了數(shù)百萬年時光后，再次被撕裂成火星的光環(huán)。

地球或許曾經(jīng)也擁有一個光環(huán)。我們的星球出生在大約45億年前，并且此前研究表明月球的誕生時間要稍晚一些。現(xiàn)在對月球起源的普遍解釋是月球誕生是兩顆原行星的碰撞產(chǎn)生的結(jié)果——或者稱作胚胎世界。其中一個就是新生地球，另一個則是一塊叫做忒伊亞的火星大小的巖石，它的起名來源于希臘神話中的月之母。這次撞擊可能在地球周邊形成了一圈碎片環(huán)狀物，這些碎片最終合并成了月球。

總之，雖然擁有環(huán)的地球的場景似乎看起來是個幻想，但它可能曾經(jīng)，在時間長河中的某一時刻是真實存在的。

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相關(guān)知識

火星是距離太陽第四遠和太陽系中第二小的行星，它僅比水星大。在英語中，Mars是羅馬戰(zhàn)神的名字，并且在它被提及時，它通常都被稱為“紅色星球”。后者是普遍存在于火星表面的氧化鐵造成的影響，它給與了火星一個在目力可及的天文星體中與眾不同的紅色外衣?；鹦鞘且活w類地行星，它有稀薄的空氣，表面特征使人想起月球上的撞擊坑和地球上的山谷、沙漠以及極地冰蓋。

火星的日期和四季與地球類似，這是因為它的自轉(zhuǎn)周期和相對于黃道面的自轉(zhuǎn)軸傾斜角都和地球的相似?；鹦鞘菉W林匹斯山和水手號峽谷群的所在地，奧林匹斯山是太陽系所有行星中已知的最大的火山和最高的山，而水手號峽谷群則是太陽系中最大的峽谷之一。火星北半球平坦的北極盆地覆蓋了整個星球的40%，這可能是一次巨大的撞擊留下的表征?；鹦怯袃蓚€衛(wèi)星，火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們都很小并且外形不規(guī)則。它們或許是可以被捕獲的小行星，就像火星—特洛伊族小行星中的5261號小行星尤里卡一樣。

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作者：?Charles Q. Choi?-?Live Science Contributor

FY：Astronomical volunteer team

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