行星为什么有光环？
现在我们有了许多大行星的照片让我们对这些行星有更多的了解。可是了解得越多疑问就越多。像土星、木星、天王星、海王星的客观存在光环，但它们是由哪些物质构成的？为什么会发光并且成环形？为什么有的行星有，有的没有……这些问题答案被揭晓的日子很快就要到来了。
在我们看到的照片中的行星大多都被一圈环状物质围绕着，像是为行星披上的彩带，又像是为行星戴上的王冠，显得分外美丽。这些美丽的带状物质我们称之为“行星光环”。行星的光环是什么，发光的原理是什么呢？至今还没有人解开这个谜题。
1。土星环
由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成的土星环主要的宽度从48千米到30。2万千米不等，并以英文字母的头七个命...全部
现在我们有了许多大行星的照片让我们对这些行星有更多的了解。可是了解得越多疑问就越多。像土星、木星、天王星、海王星的客观存在光环，但它们是由哪些物质构成的？为什么会发光并且成环形？为什么有的行星有，有的没有……这些问题答案被揭晓的日子很快就要到来了。
在我们看到的照片中的行星大多都被一圈环状物质围绕着，像是为行星披上的彩带，又像是为行星戴上的王冠，显得分外美丽。这些美丽的带状物质我们称之为“行星光环”。行星的光环是什么，发光的原理是什么呢？至今还没有人解开这个谜题。
1。土星环
由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成的土星环主要的宽度从48千米到30。2万千米不等，并以英文字母的头七个命名，距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。
在太阳系形成早期已形成土星及土星环，当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围，最后形成了土星和土星环。
从另一个角度来看，土星反而独具风姿。伽利略第一次透过他原始的望远镜观察土星时，发现它的形状好像在其球体的两侧还有两个小球。
他继续观察，发现那两个小球渐渐变得很难看见，到1612年年底时，终于同时消失不见了。
这种奇怪现象也被其他天文学家报告过;但直到惠更斯1656年才提出了正确的解释。他宣称，土星外围环绕着一圈又亮又薄的光环并与土星不接触。
和地球一样，土星的自转轴也是倾斜的，土星的轴倾角是26。73°，地球则是23。45°。它对着太阳（也对着我们）倾斜是由于土星的光环和赤道是在同一平面。当土星运行到其轨道的一端时，我们可由上往下看见光环近的一面，而远的一面仍被遮住。
当土星在轨道的另一端时，我们就可由下往上看到光环近的一面，而远的一面还是被遮住。土星从轨道的这一侧转到另一侧需要十四年多一点。光环也在这段时间内逐渐由最下方移向最上方。行至半路时，光环恰好移动到中间位置时我们观察到光环两面的边缘连接在一起，状如“一条线”。
随后，土星继续运行，沿着另一半轨道绕回原来的起点，这时光环又逐渐地由最上方向最下方移动；移到正中间时，我们又看见其边缘连接在一起。当光环状如“一条线”时因为土星环非常薄就好像消失了一样。伽利略1612年年底看到的正是这种情景；据说由于懊恼，他没有再观察过土星。
土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环仅仅有五个，其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）。B环既宽又亮，它的内侧是C环，A环在外侧。宽约5000千米卡西尼缝就在A环和B环之间，是1675年天文学家卡西尼首次发现的。
德国血统的俄国天文学家斯特鲁维在1826年把外面的环命名为A环，把里面的环命名为B环。美国天文学家W。L。邦德1850年宣称，还有一个比B环更靠近土星的暗淡光环。这个暗淡光环就是C环，C环与B环之间并没有明显的分界。
在太阳系的任何地方都没有像土星环那样的东西，或者说，用任何仪器我们也不能看到任何地方有像土星环那样的光环。诚然，围绕着木星有一个稀薄的物质光环，且任何像木星和土星这样的气体巨行星都可能有一个由靠近它们的岩屑构成的光环已经是众所周知的事实。
然而，相对于木星的光环而言，这些光环都是可怜而微不足道的，而土星的环系却是壮丽动人的。实际上几乎是木星宽度的两倍的光环从地球上看，从土星环系的一端到另一端，延伸269700千米，相当于地球宽度的21倍。
土星环到底是什么东西呢？J。D。卡西尼认为它们像铁圈一样是平滑的实心环。可是，拉普拉斯1785年指出，受土星引力场吸引的程度会因为环的各部分到土星中心的距离不同而会不同。这种引力吸引的差异（即我们前面提过的潮汐效应）会将环拉开。
拉普拉斯认为，光环是由一系列的薄环排在一起组成的，从地球的距离看去就如同实心的一样的原因是它们排列得极其紧密。
可是，麦克斯韦在1855年提出，即使这种说法也不完美。光环受潮汐效应而不碎裂的唯一原因，是因为光环是由无数比较小的陨星粒子组成的，这使得从地球的距离看去给人以实心环的印象的原因是粒子在土星周围的分布方式。
麦克斯韦的这一假说是正确的，现在已无人提出疑义。
法国天文学家洛希用研究潮汐效应的方法证明，任何坚固的天体，在接近另一个比它大得多的天体的时候，都会受到强大的潮汐力作用而最终被扯成碎片。洛希极限是指这个较小的天体会被扯碎的距离，通常是大天体赤道半径的2。
44倍。
这样，土星的洛希极限就是146400千米即2。44乘以它的赤道半径60000千米，A环的最外边缘至土星中心的距离是136500千米，使得整个环系都处在洛希极限以内。（木星环也同样处在洛希极限以内）
很明显，永远也不能聚结成一颗卫星的岩屑（超过洛希极限的岩屑会聚结成卫星一-而且显然确实如此）构成了土星环，或者是一颗卫星因某种原因过分靠近土星而被扯碎后留下的岩屑。
无论是哪一种情况，它们实际上都是余留的一些小天体。据估计，如果将土星环所有的物质聚合，结果将会形成一个比我们的月亮稍大的圆球天体。
2。木星环
随着行星际空间探测器的发射，不断揭示像木星环的发现一样的太阳系天体中许多前所未知的事实。
“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。
这一现象可用木星存在尘埃环来说明的论断两年后被人提出。可惜当时进一步的定量研究无人进行以推测这一假设环的物理性质。
美国在1977年8月20日和9月5日先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器。“旅行者1号”经过一年半的长途跋涉，穿过木星赤道面，这时它在离木星120万千米的地方用所携带的窄角照相机拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。
后其到达的“旅行者2号”在同年7月，又获得了有关木星环的更多的信息。
根据对空间飞船所拍得照片的研究，现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成，厚度不超过30千米。亮环离木星中心约13万千米，宽6000千米。
暗环在亮环的内侧，宽可达50000千米，其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低，其环粒只能截收通过阳光的万分之一左右。靠近亮环的外缘有一宽约700千米的亮带，它比环的其余部分约亮10%，暗环的亮度只及亮度环的几分之一。
晕的延伸范围可达环面上下各一万千米，它在暗环两旁延伸到最远点，外边界则比亮环略远。据推算，环粒的大小约为两微米，真可算是微粒。因辐射压力、微陨星撞击等原因这种微米量级的微粒寿命大大短于太阳系寿命。
为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法，人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。
3。海王星环
由于拥有环的土星、木星和天王星都属于类木行星三颗行星，因而人们很自然会去猜想第四个类木行星海王星是否也存在环。
1978年4月号美国杂志《空间与望远镜》曾报道，就有人在1846年10月10日在60厘米反射望远镜中用肉眼看到过海王星环，并在次年剑桥大学天文台台长查里斯证实了这个发现，后者甚至得出环半径为海王星半径1。
5倍的结论。但因后人在寻找海王星卫星的多次观测中均未发现环，这件事就渐渐被人淡忘了。
在20世纪80年代发现天王星环的鼓励下，不少人试图通过海王星掩星事件来发现环，但对几次掩星观测结果的解释却是各有各家的说法。
有人报道发现了环，有人则说环不存在。对报道发现环的观测结果也有人认为可用其他原因来解释而否定环的存在。总之，海王星是否有环一时成了悬案。
“旅行者2号”探测器于1989年8月终于使这一悬案有了答案。
当它飞近海王星时，发现海王星周围有三个光环隐藏在尘面下，外光环尤其很不一般，呈明显弧状，沿弧有紧密积聚的物质。但有关海王星环系的具体情况至今仍需要人们更多地探测和研究清楚。
4。天王星环
由于相对运动的关系，远方恒星有时会移动到如月亮、行星或小行星太阳系天体的正后方，这种现象被称为掩星。
如果近距离天体没有大气掩星发生时，星光便立即消失。如果天体外围有大气，则星光在完全消失前会有一个略被减弱的过程。通过理论计算可以非常准确地预报各类掩星发生的时刻。
1977年3月10日曾发现一次天王星掩星的罕见天象，被掩的是一颗暗星。
中国、美国、澳大利亚等国的天文学家都进行了观测。又发生了意想不到的奇怪事情，小星在预报被掩时刻前35分钟一连出现了好几次“闪烁”，也就是星光减弱又迅即复亮。当这颗星经天王星背后复现，或者说掩星过程结束后，又重复出现闪烁现象。
以后，经过对观测结果的仔细研究，天王星环的存在是闪烁产生的原因。继1930年发现冥王星后这是20世纪太阳系内的又一重大发现。由于天王星环非常暗弱，过去即使在大望远镜中也从未直接观测到过。美国在1978年用五米口径望远镜才在波长2。
2微米的红外波段首次拍摄到天王星环的照片。
天文学家在随后的几年共辨认出九条光环。这些环都是一般不足10千米的窄环，其中一条最宽的环叫O环，约100千米。这些环即使用世界上最大的天文望远镜也不能直接看到，因此虽然它们在本质上和土星光环并无区别，虽然天文学家却只称它们“环”，而不称它们“光环”。
“旅行者2号”在1986年1月24日探测天王星时不但证实了这些环的存在，还发现了两条新环，使目前我们所知的王天星环达到十一条。这些环大多是圆的并且相距较远。只有O环较为特殊，是椭圆形的。这些环有的呈深蓝色，有的呈偏红等颜色。
环中的物质间或也有拳头、西瓜大小的石块，但大部分是微小的尘埃，偶尔还有中间夹杂着一些冰屑卡车那么大的岩石。
。收起
