在过去的很长一段时间里,由于天王星具有昏暗、且缓慢的运行轨道,因而被大家误以为是一颗普通恒星,天王星不仅是人类探测到的第一颗行星,也是唯一以希腊天神命名的行星。并且,天王星暗淡的环系统,成为了太阳系内继土星环之后,第二个被发现的环系统,该系统的发现让我们了解到:环并不是土星所独有的特征,而是大多数行星都具备的共有特性。并且,即使行星一直在围绕太阳进行公转运动,但那些由黑暗颗粒物质组成的天王星环,总是保持着相对更加温暖的温度。那么,天王星的环系统具有怎样的构成部分,与太阳系中的其他行星环存在着哪些不同之处?
天王星环所具有的独特构造特征
直到1997年,科学家们才探寻到神秘天王星环的踪迹,但由于当时哈勃所拍摄的照片,没有呈现出该环系统穿过天王星表面的过程,因而,这些位于行星下方或上方的环,看上去就像是长长的钉子一般。当时间来到2004年,研究人员终于看到了天王星环距离和大小之间的变化规律,并发现在过去二十多年时间里,该环系统发生了巨大的变化。实际上,天王星环主要由内环系统和外环系统这两部分构成,迄今为止,科学家们在该行星周围所发现的已知环,已经达到了13个之多,大多数环都表现得非常黯淡,而其中最为明亮的则是ε环(Epsilon环)。
天王星环看上去像木星环一样暗淡,却又像土星环一样具有特别大的直径特征,其中位于环内部的系统表现为狭窄的深色环,而距离相对更远的外部系统,则由红色和蓝色的两个更远的环所组成。在天王星环的周围,明显的存在着空隙和不透明的部分,这意味为它们的形成时间与行星本身的诞生时间并不相同。这也是为什么天王星环,会被认为相对更年轻的根本原因,而位于环中的这些物质,很可能来自于被潮汐力粉碎或高速撞击的卫星。与此同时,天王星还拥有数米到数十米的冰块所组成的环,以及宽度只有50米左右、且具有极低单环反射率的“窄环”部分。
天王星环具有相对更温暖的温度
科学家们在利用望远镜捕获了新的天王星热像之后,终于了解到该环系统具有液氮的沸腾温度,也就是其温度值大约在负195摄氏度左右。并且,即使该行星同时也处于围绕太阳公转的运动过程之中,但依然存在着某种力量,使得天王星环稳定地处于相对更温暖的温度状态。当然,对于我们长期生活在地球上的人类而言,这样的温度条件听上去就会让我们觉得极度寒冷。但我们需要了解一个基本事实,对于其他大多数空间而言,它们的温度会低至接近原子停止移动的程度,也就是所谓的绝对零度(负273摄氏度左右)。
就天王星在太阳系中的位置而言,它与太阳之间的距离相对更加遥远,其环绕恒星运行的平均距离达到了大约19个天文单位,而每个天文单位都代表了1.5亿公里左右的距离。因此,该星球可吸收到的太阳热量,仅为地球从太阳处获取热量的极小一部分。事实上,位于太阳系中的每个巨行星,包括土星、木星、海王星、天王星,它们都拥有自己的环系统,其中的土星环更为壮观。然而,截至目前,就算是捕获到天王星新图像的科学家们,也并不清楚是什么原因,导致了天王星环表现得相对更加温暖。但是,其环系统所具有的奇怪温度特征,却足以表明天王星最密集、最明亮的epsilon环,一定与我们太阳系中的其他行星环存在着很大的不同。
天王星环与其他行星环的不同之处
我们只需要通过小型望远镜便能观察到土星环,而卡西尼号任务也对该行星环进行了更为详细的近距离研究,因此,土星环不仅看上去更为壮观,也相对最容易理解,然而,天王星环却表现得与土星环截然不同。若将这两颗行星的环系统进行比较,天王星最明亮的epsilon环,主要由高尔夫球一般大小的较大岩石所组成,而其主环则缺失了小端;但是,拥有各种粒径的土星主环,不仅寒冷、且宽大而明亮。
与此同时,与其他行星系统上的环系统相比,天王星的epsilon环也表现得有所不同。比如,海王星环主要由灰尘构成,木星环是大约直径千分之一毫米的粒子所组成,而天王星的主环,看上去则并不像是epsilon环,它们之间被大量的灰尘所隔开。尽管科学家们无法看到epsilon环中更小的组成部分,但却可以预感到此环所具有的奇怪特性。并且,其中的某些东西正在清除那些相对更小的物体,又或者是将它们全部聚集在一起,只是我们尚且无法确定这样的发展,是更有利于对环组成的理解、环的材料来源一致,还是每个环都具有不同的属性。
关于天王星和太阳系中其他行星环的另一个难题,是这些行星如何拥有了它们如今的环系统,问题的答案或许是单个、甚至多个卫星的近距离破裂,比如火卫一的可能命运便是如此;也可能是彼此撞击的月亮破碎后形成的碎片,而木星在将来的某一天就很可能会上演这样的情景,因为新发现的卫星轨道和其他多个卫星路径存在相交的情况;当然,这些环系统也可能形成于捕获小行星之时,受到行星引力作用的它们发生了崩溃,又或是大约在45亿年前,太阳系诞生之后留下的残余碎片,形成了这些行星的环系统。接下来,科学家们将通过NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜,收集到更多天王星epsilon环的重要信息,以揭开该环系统的详细组成数据,从而更深入地了解到行星环的形成原因。
天王星环与其他行星环不同,它的星环主要由内环和外环这两部分构成,内环系统表现为深色环,而距离相对更远的外部系统,则由红色和蓝色的两个更远的环所组成。
这个是因为天王星环本身具有一些非常神秘的物理特性来吸收更多的太阳光,再加上这星环还可以遮挡热量的散发。它的构成部分主要是灰尘,别的星环都是粒子。
温暖的原因是因为周围有二氧化碳和硫,浓度越高的话,越温暖。我们现在不真实遭受着全球气候变暖的危害吗?不就是二氧化碳和硫的浓度高吗?
天王星环相对更温暖,这就是天王星环与其他行星不同的地方,就像我们的地球一样,目前只知道地球是适合人类生存的星球。