海王星環

海王星環

海王星環是在1989年由旅行者2號探測器發現的,由塵土構成,很像木星環或天王星環。海王星已知的環有5個。海王星環的組成物質非常黑暗,光學深度低,小於0.1。

簡介

實線表示環;虛線表示衛星軌道。實線表示環;虛線表示衛星軌道。

1989年8月,旅行者2號飛越海王星時,證實海王星環周確實存在,其至少有5條完整和比較完整的環,從最裡面的環到海王星之間,還有一個很寬的主要由塵埃物質組成的殼層。其中兩條環帶比較明亮。

解釋

早在1846年9月海王星被發現之後不久,英國天文學家威廉·拉塞爾就宣稱,他看到了海王星環。雖然也有人表示觀測到了海王星環,但這項發現一直沒有得到正式承認。1977年和1979年,天王星環木星環相繼被發現之後,海王星環是否存在的問題越來越吸引人們的注意。在多次海王星掩恆星的觀測中,得到的結果有分歧。1968年的一次海王星掩恆星時,有人說發現了海王星的兩個環;1980年的海王星掩星時,結論是否定的;1985年的又一次掩星時,確實證實了海王星有環。

亞當斯環

海王星環的組成物質非常黑暗,光學深度低,小於0.1。亞當斯環分為五個弧,命名為博愛,平等1和平等2,自由,和勇氣。弧占據範圍狹窄,軌道經度非常穩定。環弧如何保持穩定仍在進行辯論。

發現歷程

旅行者2號拍得的2幀相片。旅行者2號拍得的2幀相片。

海王星環

拉塞爾在1846年第一次提到了圍繞海王星的環。在1968年通過恆星掩星第一個可靠的檢測了天王星環,但這一結果已被忽視,直到1977年時,天王星環被發現。天王星環發現後不久,一隊由維拉諾瓦大學由哈羅德學者Reitsema開始尋找圍繞海王星的環。5月24日,1981年,他們發現海王星的一次掩星。然而,以何種方式都沒有在暗淡的恆星找到一個環。1983年9月12日是海王星的另一次掩星,可能檢測到環。但是,地面的結果是不確定的。圍繞海王星的環肯定存在,但環系統的數據仍是一個謎。

拍攝到海王星的環

在1989年的旅行者2號太空飛行器在其歷史性的飛越海王星時對海王星環作出了明確的發現。海王星擁有環。現在,最亮的環(亞當斯環和列維爾環)已經被哈勃太空望遠鏡和地面望遠鏡拍攝,但昏暗的環仍然遠遠低於能見度門檻。

特徵

海王星環海王星環

組成物質

海王星環包含了大量細小的灰塵:灰塵占環橫截面面積的20%和70%。它們類似木星環,灰塵量50-100%,但土星環和天王星環,它們含有的塵埃很少(小於0.1%)。海王星環的粒子是的黑暗物質;可能是冰與有機物的混合物。整體而言,海王星環類似於木星環;兩個環系統都由微弱、狹隘、廣泛的塵埃環組成。

環的年齡與產生

海王星的環和天王星一樣,被認為是比較年輕的,它們的環的年齡很可能大大低於它們自己的年齡。另外,像天王星,海王星的環可能是由於一個小衛星碎裂而產生。

介紹五個環

亞當斯環的環弧(從左至右:博愛,平等,自由) ,還拍到了內側的列維爾環。亞當斯環的環弧(從左至右:博愛,平等,自由) ,還拍到了內側的列維爾環。

從內向外依次

海王星擁有五個不同的環,從內向外依次是:加勒環、列維爾環、拉賽爾環、阿拉哥環和亞當斯環。列維爾環和加勒環之間也許還存在更暗弱的延伸。海王星的另三個環很窄,寬度約100公里或100公里以下,與此相反,寬廣的加勒環和拉塞爾環寬度為2000至5000公里。亞當斯環擁有五個明亮的環弧,按逆時針數分別是:博愛、平等1、平等2、自由和勇氣。“博愛、平等、自由”是法國大革命的口號。

加勒環

加勒環是海王星最內側的環,它大約2000公里寬,距海王星約41,000-43,000公里。這環里的塵埃估計比例為40%~70%。

列維爾環

列維爾環的軌道半徑約為5.32萬公里,但它是狹窄的,寬度約113公里,塵埃比例為40%~70%。而它是海王星的環里很亮的環。海王星的小衛星海衛五,軌道半徑約為52526公里,可發揮自己的作用,成為列維爾環的牧羊犬衛星。

拉塞爾環

拉塞爾環是海王星的最寬廣的環,這是一個微弱的環,塵埃比例約是20%至40%。與列維爾環和阿拉哥環挨得很緊。

阿拉哥環

阿拉哥環很窄,很暗,但比拉塞爾環亮多了。然而,許多出版物並沒有提及阿拉哥環的存在。

亞當斯環

外側的亞當斯環軌道半徑約為6.393萬公里,是最有名的和最值得研究的海王星環。這個環是狹窄的,稍有偏心和傾斜,總寬度約為35公里。環的塵埃比例是在20%~40%。海王星的小衛星海衛六,它的軌道在亞當斯環內,是一個牧羊犬衛星,通過42:43的軌道共振使亞當斯環穩定。

環弧

亞當斯環最亮的部分是環弧。弧是離散區域內的環,其中的粒子神秘聚集在一起。亞當斯環已知包括五個短弧,博愛、平等1、平等2、自由和勇氣,最亮最長的弧是博愛;最暗的是勇氣。亞當斯環的弧有些類似土星G環的弧。弧的結構相當穩定,但一些變化已經被注意到。自1986年以來,弧的整體亮度下降。勇氣弧向前躍升了294°,而自由弧在2003年幾乎已經消失了。博愛和平等(1和2)弧表現出相對亮度的不規則變化。

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