为什么有些行星被光环所包围？

（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：在很长一段时间里，土星被认为是我们太阳系中唯一有星环的行星。土星周围的星环是近400年前由著名的天文学家伽利略-伽利莱发现的。他用一个非常简单的望远镜，即他自己用镜片建造的望远镜，对准夜空中的行星。他最先观察的物体之一是土星。起初，他认为土星的两边有两个大卫星，因为他的望远镜不是很好，只能产生非常模糊的图像。

从那时起，天文学家们用更大更好的望远镜发现了所有外围气体巨行星周围的环。木星、土星、海王星和天王星。这些行星，与我们系统中的其他行星不同，主要由气体组成。

尽管我们并不完全确定星环是如何工作的，也不知道它们是如何形成的，但已经有一些理论试图去解释。

哈勃2021年对土星的观察显示，该行星北半球的带状结构出现了快速和极端的颜色变化。信用：NASA，ESA，A. Simon（NASA-GSFC）和M. H. Wong（UC Berkeley）；图像处理。A. Pagan (STSCI)

第一种理论认为，星环与行星在同一时间形成。行星所组成的一些气体和尘埃颗粒离行星的核心太远，不能被引力压在一起。它们留下来形成了环状系统。

根据第二个理论，环的形成是由于该行星的两个卫星，与该行星同时形成，不知何故在其轨道上受到干扰，最终相互碰撞。在这次巨大的碰撞中留下的东西无法再次聚集在一起，形成一个新的卫星。相反，它扩散成了我们今天看到的环状系统。

由于我们还没有确定的答案，所以我们不断探索和测试不同的理论。

天王星的综合图像，包括2002年从钱德拉拍摄的X射线数据和夏威夷凯克望远镜的光学数据。信用：X射线。NASA/CXO/伦敦大学学院/W. 邓恩等人；光学：W.M. 凯克天文台

我们所知道的是，各个行星周围的星环都彼此略有不同，但它们也都有一些共同的特点。

首先，它们都比它们的厚度宽得多。例如，土星环大约有17.5万英里（28.2万公里）宽（从行星延伸开来），但只有650英尺（200米）厚。这就像你早餐时盘子里的普通煎饼有9英里（14公里）宽。

所有星环系统的另一个共同点是，它们都是由冰和岩石的小颗粒组成。这些颗粒中最小的不比尘粒大，而最大的颗粒直径约为65英尺（20米）--大约相当于一个学校大厅的大小。行星周围的所有星环还包含有时宽达数英里的空隙，起初，没有人能够弄清原因。后来我们了解到，这些空隙是由小卫星造成的，它们吞噬了环系统中那一部分的所有物质。

韦伯的近红外相机（NIRCam）拍摄于2022年7月12日，三十多年来第一次将海王星的星环完全聚焦。信用：图片。NASA, ESA, CSA, STScI, 图像处理。Joseph DePasquale (STSCI)

土星环与其他气态巨行星最大的不同之处在于，构成土星环的颗粒非常善于将太阳的光线反射到地球上。这意味着它们看起来非常明亮，这就是为什么我们可以用普通的望远镜从地球上看到星环。困在土星环中的极大量的粒子也使土星环变得更大更宽；这也是它们比其他气态巨行星的环更容易被看到的另一个原因。

构成天王星和海王星环的颗粒含有被太阳染黑的元素。这些黑暗的颗粒看起来非常类似于煤块或木炭。这使得它们更难被看到，因为它们不会向我们反射那么多的太阳光。

对于天文学来说，这是一个令人兴奋的时代。越来越多的卫星和太空探测器从世界各地被发射出来，这使我们能够调查我们太阳系的外行星。这意味着天文学家将有机会研究这些星环--希望有一天，我们能够回答你所有的问题和更多。