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海王星環

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实线表示环;虚线表示卫星轨道。

海王星總共包含5個主要的行星環,且它們最早是由天文學家帕特里斯·布歇、萊因霍爾德·哈夫納和讓·曼弗雷德於1984年在智利拉西拉天文台發現的。[1][2]而這些環的第一張照片則是於1989年由旅行者2号飞船拍攝的。[3]十分微弱,由尘土构成,很像木星环天王星环,但要比木星环纖細得多。這5個環後來分別以對發現海王星作出重大貢獻的5個人命名。他們分別是约翰·格弗里恩·伽勒奥本·勒维耶威廉·拉塞尔弗朗索瓦·阿拉戈约翰·柯西·亚当斯[3]

海王星环的组成物质非常黑暗,類似於天王星環。[4]环裡的灰塵比例較高[4],且其光学深度較低,小于0.1。[5]亚当斯环分为五个環弧,又逆時針方向分別被命名为博爱,平等1和平等2,自由,和勇气。[4]弧占据范围狭窄,轨道经度非常稳定。环弧如何保持稳定仍在进行辩论。[6]

发现[编辑]

旅行者2号拍得的2帧相片。

威廉·拉塞尔于1846年首次提及了围绕海王星的环。天文學家在1968年通过恒星掩星首次觀测到天王星环,但是遭到忽视。[3]天王星环直到1977年时才被发现。天王星环发现后不久,维拉诺瓦大学哈罗德学者Reitsema團隊开始寻找围绕海王星环。他们在1981年5月24日觀測海王星的一次掩星,然而没有發現任何环帶。[3]

海王星在1983年9月12日出現另一次掩星,但是地面觀測结果無法确定。旅行者2号在1989年飞越海王星时確認海王星环存在。[3]

最亮的环(亚当斯环和勒威耶环)已经被哈勃太空望远镜和地面望远镜拍摄[7][8],但昏暗的环仍然远远低于能见度门槛。[9]

特征[编辑]

旅行者二号通过提高亮度拍到的海王星的昏暗的环
亚当斯环的环弧(从左至右:博爱,平等,自由) ,还拍到了内侧的勒威耶

海王星拥有五个不同的环[4],从内向外依次是:伽勒环、勒威耶环、拉塞爾环、阿拉戈环和亚当斯环。[10]勒威耶环和伽勒环之间也许还存在更暗弱的延伸。[4][6]海王星的另三个环很窄,宽度约100公里或100公里以下[5][6],与此相反,宽广的伽勒环和拉塞爾环宽度为2000至5000公里。[4]亚当斯环拥有五个明亮的环弧[4],按逆时针数分别是:博爱、平等1、平等2 、自由和勇气。[6][11]“博爱、平等、自由”是法国大革命的口号。[12]

海王星环包含了大量细小的灰尘:灰尘占环横截面面积的20%和70%。[6]它们类似木星环,灰尘量50-100%,但土星环天王星环,它们含有的尘埃很少(小于0.1%)。[10][6] 海王星环的粒子是的黑暗物质;可能是冰与有机物的混合物。[10][4]整体而言,海王星环类似于木星环[4];两个环系统都由微弱、狭隘、广泛的尘埃环组成。[6]

海王星的环和天王星一样,被认为是比较年轻的。[4]這些环的年龄很可能大大地低于它们自己的年龄。[6]另外,像天王星一樣,海王星的环可能是由于一个小卫星碎裂而产生。[4]

伽勒环[编辑]

伽勒环是海王星最内侧的环,它大约2000公里宽,距海王星约41,000-43,000公里。[10]这环里的尘埃估计比例为40%-70%。[4][13]

勒威耶环[编辑]

勒威耶环的轨道半径约为53,200公里[10],但它是狭窄的,宽度约113公里[5],尘埃比例为40%-70%。[6][13]而它是海王星的环里很亮的环。海王星的小卫星海卫五,其轨道半径约为52,526公里,因此能夠发挥自己的作用,成为勒威耶环的牧羊犬卫星[10]

拉塞尔环[编辑]

拉塞爾环是海王星的最宽广的环[6],其轨道半径约为57,200公里。[10]这是一个微弱的环,尘埃比例约是20%-40%。[13]勒威耶环和阿拉戈环挨得很紧。[10]

阿拉戈环[编辑]

阿拉戈环很窄,很暗,但比拉塞爾环亮多了。[10]然而,许多出版物并没有提及阿拉戈环的存在。[6]

亚当斯环[编辑]

外侧的亚当斯环轨道半径约为63,930公里[10],是最有名的和最值得研究的海王星环。这个环是狭窄的[13],稍有偏心和倾斜,总宽度约为35公里[5]。环的尘埃比例是在20%-40%。[13]海王星的小卫星海卫六,它的轨道在亚当斯环内,是一个牧羊犬卫星,通过42:43的轨道共振[11]使亚当斯环稳定。[11]

环弧[编辑]

亚当斯环最亮的部分是环弧。[3]弧是离散区域内的环,其中的粒子神秘聚集在一起。亚当斯环已知包括五个短弧,博愛、平等1、平等2、自由和勇气,最亮最长的弧是博愛,而最暗的則是勇氣。[14]亚当斯环的弧有些类似土星G环的弧。[15][10]弧的结构相当稳定,但一些变化已经被注意到。[16]自1986年以来,弧的整体亮度下降。勇氣弧向前跃升了294°[17],而自由弧在2003年几乎已经消失了。博愛和平等(1和2)弧表现出相对亮度的不规则变化。[17]

性質[编辑]

半徑(公里)[10] 寬度(公里) 當量深度(公里)[18] 正常光學厚度[19] 灰塵比例(%)[13] 偏心率 斜度(°) 註釋
伽勒環(N42)[20] 40,900–42,900 2,000 0.15[4] ~ 10−4[4] 40–70  ?  ? 廣闊暗淡的環
勒威耶环(N53)[21] 53,200 ± 20 113[5] 0.7 ± 0.2[5] 6.2 ± 1.5 × 10–3[5] 40–70  ?  ? 狹窄的環
拉塞爾環[22] 53,200–57,200 4,000 0.4[4] ~ 10−4[4] 20–40  ?  ? 拉塞爾環是從阿拉戈環延伸出來的一個薄弱的環
阿拉戈環[23] 57,200 <100[4]  ?  ?  ?  ?  ?
亚当斯环(N63)[24] 62,932 ± 2 15–50[5] 0.4[4]

1.25–2.15[5](環弧)

0.011 ± 0.003[5]

0.03–0.09[4](環弧)

20–40

40–70 (環弧)

4.7 ± 0.2 × 10–4[11] 0.0617 ± 0.0043[11] 有五個明亮的環弧[25]
  • 問號表示參數未知。

相關條目[编辑]

參考文獻[编辑]

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外部鏈結[编辑]