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行星为何会有光环（第1页）

行星为何会有光环

在太阳系中，土星被誉为最美丽的天体，人么把它那美丽的光环看作不可思议的奇迹。而现在，经过大量研究科学家发现，在太阳系8大行星中，不仅土星，木星、天王星和海王星也都戴着光环。

土星在这4颗行星（戴着光环的）中的光环最为壮观和奇丽。历史上意大利天文学家伽利略首先发现了土星的光环，然而遗憾的是，直到伽利略去世，他也没有弄清楚那些东西究竟是什么东西。

其实，一般情况下行星的光环是由冷冻气体和尘埃共同构成的，构成行星光环的物质微粒的大小决定了其色彩。由于构成行星光环的微粒体积不同，因而对白色太阳光的散射程度也有所不同，体积较大的微粒对太阳光的散射接近色谱红色区域，而体积较小的微粒则靠近蓝色区域。

*最美丽的土星光环

研究发现，蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成了土星的光环。主要的土星环宽度从48千米到30。2万千米不等，距离土星从近到远的土星环以英文字母的头7个命名，分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。在太阳系形成早期，土星及土星环就已经形成，当时宇宙尘埃和气体包围着太阳，最后形成了土星和土星环。

从另一个角度来看，土星反而独具丰姿。当伽利略第一次观察土星时，发现它的形状有些独特，好像球体的两侧还有两个小球。经过继续观察，他发现渐渐很难看见那两个小球，终于到1612年年底时，同时消失不见了。

其他天文学家也报告过土星的这种奇怪现象；但直到1656年，惠更斯才提出了正确的解释，他认为，土星外围环绕着的事一圈光环，又亮又薄，而且光环与土星是不接触的。

与地球一样，土星的自转轴也是倾斜的，轴倾角是26。73°，地球是23。45°。由于土星的光环和赤道位于同一平面上，所以它是对着太阳同时也对着我们倾斜的。在土星运行到轨道一端的时候，由上向下我们可以看见光环近的一面，而远的一面仍被挡住了。当土星在轨道的另一端时，由下向上我们就可以看到光环近的一面，而远的一面依然看不到。

需要花费14年多一点土星才能从轨道的一侧转到另一侧。光环在这段时间内也逐渐由最下方移向最上方。光环行至半路时，正好移动到中间，这时我们观察到光环两面的边缘状如“一条线”，连接在一起，随后土星沿着另一半轨道继续运行，绕回原来的起点，这时光环由最上方向最下方又逐渐地移动；移到正中间时，我们又能看见其边缘连接在一起。当光环状如“一条线”时，就如同消失了一般，因为土星环实在是太薄了。伽利略在1612年看到的正是这种情景；据说由于懊恼，他没有再观察过土星。

*神秘的木星光环

行星际空间探测器的发射使太阳系天体中许多前所未知的事实不断被揭示出来，其中的一个就是木星环的发现。“先锋11号”探测器早在1974年访问木星时，就曾在离木星约13万千米处观测到高能带电粒子的吸收特征。

1977年8月20日和9月5日，美国又先后发射了空间探测器“旅行者1号”和“旅行者2号”。“旅行者1号”经过一年半的长途跋涉，穿过木星赤道面，这时在离木星120万千米的地方它用携带的窄角照相机拍到了木星环照片（亮度十分暗弱）。同年7月，后到达的“旅行者2号”又获得了有关木星环的更多信息。

通过研究空间飞船所拍得的照片，现已知道木星环系主要由3个部分组成：亮环、暗环和晕。环的厚度不超过30千米，亮环宽6000千米，离木星中心约13万千米。暗环在亮环的内侧，宽可达5万千米，内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低，环粒只能截收通过阳光的大约万分之一。靠近亮环的外缘有一个亮带，宽约700千米，比环的其余部分约亮十分之一，暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围很大，可达环面上下各1万千米，在暗环两旁延伸到最远点，比起亮环，外边界略远一些。

*与众不同的天王星环

由于相对运动，远方恒星有时会移动到如月亮、行星或小行星等太阳系天体的正后方，这种现象称为掩星。掩星发生时，如果近距天体不存在大气，星光便会马上消失。如果天体外围有大气，在完全消失前星光会有一个略被减弱的过程。

1977年3月10日，科学家发现了一次罕见天象——天王星掩星，被掩的是一颗暗星。然而让人意外的是，在预报被掩时刻前的35分钟小星出现了“闪烁”，换句话说，星光减弱然后马上又复亮。这种闪烁连续出现了好几次。这颗星结束掩星过程后，闪烁现象又会再次出现。以后，经过仔细研究观测结果，发现闪烁的原因是归根于王星环的存在。

在随后的几年里，天文学家辨认出了9条光环，这些环都都不宽，基本上都不到10千米，其中最宽的一条环约100千米，叫ε环。即使动用世界上最大的天文望远镜，也不能直接看到这些环，因为它们都很暗，所以虽然在本质上它们和土星光环并没有区别，但天文学家却不称它们“光环”，而只称它们“环”。

1986年1月24日，在探0测天王星时，“旅行者2号”不但证实了这些环的存在，还发现了2条新的环，这样我们所知的王天星环达到了11条。这些环大多都是圆的，而且环与环之间的距离也比较远，只有ε环是椭圆环，较为特殊。这些环有的偏红，有的呈深蓝色，环中的大部分物质是微小尘埃，也有拳头和西瓜般大小的石块，偶尔还有的像卡车那么大，中间夹杂着一些冰屑。

*毫无例外的海王星环

据1978年4月的美国杂志《空间与望远镜》的报道，1846年10月10日有人用肉眼在60厘米反射望远镜中观察到过海王星环，并且剑桥大学天文台台长查里斯在次年证实了这一说法，后者甚至得出结论说环半径为海王星半径的1。5倍。但是因为后人在寻找海王星卫星的多次观测中都没有发现环，所以这件事也就不了了之了。

20世纪80年代，科学家们在发现天王星环的鼓励下，开始试图通过海王星掩星事件来寻找环，但进行的有关几次掩星观测结果的解释却没有形成统一意见。有人报道发现了环，有人则说环是不存在的。还有人提出，即使对报道发现环的观测结果，也可以用其他原因来解释从而否定环的存在。总之，海王星是否有环一时成了悬案。

1989年8月，这一悬案终于有了答案。当飞近海王星时，“旅行者2号”探测器发现海王星周围尘面下有3个光环隐藏着，且外光环呈明显弧状，很不一般，而且沿弧还有紧密积聚的物质。但是，我们至今仍不清楚有关海王星环系的具体情况，还需要科学家更多的探测与研究。

延伸阅读——小行星

太阳系内有的类似行星的天体虽然也环绕太阳运动，但体积和质量比行星小很多，这就是小行星。

至今为止，在太阳系内一共已发现了约70万颗小行星，但这可能只是所有小行星中的一小部分，这些小行星只有少数有着大于100千米的直径。据估计，小行星中直径最大的也许也只有大约1000千米，微型小行星大小则和鹅卵石差不多。约有16个的小行星直径超过240千米，它们的位置在地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在小行星带（火星与木星轨道之间），其中一些小行星的运行轨道与地球轨道存在交叉，甚至有某些小行星还曾与地球发生过碰撞。

小行星是太阳系形成后的残余物质。有推测认为，它们很可能是一颗神秘行星的残留物，在远古时代这颗行星曾遭遇过一次巨大的宇宙碰撞，并被摧毁。但从这些小行星的特征来看，它们并不像是集结在一起过。如果将所有小行星整合成一个单一的天体，那它的直径比月球的半径还小，只有不到1500千米。