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第15章 行星中的光环是怎么回事

在太阳系中,土星被誉为“最美丽的天体”,它戴着的光环曾被认为是不可思议的奇迹。今天科学家经过大量研究发现,在太阳系八大行星中,不仅土星戴着光环,而且木星、天王星和海王星也是戴着光环的。这些行星中的光环是怎么回事呢?

早在1850年,法国数学家洛希就推断出:由行星引力产生的起潮力能瓦解一颗行星,或瓦解一颗进入其引力范围的过往天体。这种起潮力能够阻止靠近行星运转的物质结合成一个较大的天体。目前所知道的行星环就是位于这个理论范围内,其边界被称为洛希极限,是一个重力稳定性的区域。据此,科学家们对行星环的成因进行了三种推测:第一,由于卫星进入行星的洛希极限内,从而被行星的起潮力所瓦解;第二,位于洛希极限内的一个或多个较大的星体,被流星撞击成碎片而形成光环;第三,太阳系演化初期残留下来的某些原始物质,因为在洛希极限内绕太阳公转,而无法凝集成卫星,最终形成了光环。

不过,对于光环的成因,科学家们目前还只是猜测而已。更令他们疑惑不解的问题是那些窄环的存在,因为根据常规,天体碰撞、大气阻力和太阳辐射都会对窄环造成破坏,使它消散在空间。究竟是什么物质保护着窄环使其存在呢?一些学者提出,一定有一些人们尚未观测到的小卫星位于窄环的边缘,它们的万有引力使窄环得以形成并受到保护。这种观点被人们后来的发现所证实,因为人们不仅在土星而且在天王星的窄环中,也发现了两颗体积很小的伴随卫星,它们的复杂运动相互作用,使光环内的物质运动也缺乏规律性,也许这正是不同的行星环具有不同的形态的原因所在。

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