封面｜卡西尼号所拍摄到向日的土星
大家好，我是科学羊🐑。
提到光环，许多人第一时间会想到土星那壮观的环状结构。其实，光环并非土星的“专属”，而是宇宙中一种相对普遍的天体现象。
太阳系内的木星、天王星、海王星都拥有各自独特的环系统。
而令人惊讶的是，科学家最近的研究表明，地球或许也曾拥有过一个短暂的光环系统。
让我们从火星说起，一窥环状世界的奇妙故事。
土星和地球大小的概略比较
火卫一的命运：未来的火星光环
火星的卫星火卫一，正在逐渐走向一个注定要结束的命运。
由于火星的潮汐作用，它的轨道半径正以每世纪缩小约2米的速度向火星靠近。
科学家预测，大约5000万年后，火卫一将接近火星到一个临界点，在潮汐力的作用下分裂瓦解，形成一个由岩石和尘埃粒子组成的光环。
未来的火星夜空，将多了一道壮丽的光环景观。
这不禁让人好奇，地球是否也经历过类似的过程？
研究表明，答案是肯定的。
地球的远古光环：一场壮观的“奥陶纪流星雨”
根据近期发表的一篇论文，科学家提出了一个大胆的假设：4.66亿年前，地球可能曾拥有一个由碎片组成的光环。
这个观点的提出，源于对一场持续4000万年的流星雨的研究。
这场被称为“奥陶纪撞击峰值”的流星雨，留下了21个小行星撞击坑，而这些撞击坑的分布具有奇特的规律——它们大多位于一条不到30度的赤道带上。
蒙纳士大学的研究团队认为，这些撞击坑可能来源于同一颗巨大的小行星母体。
这颗母体在一次与地球的近距离接触中因潮汐力破碎，形成了一个环状碎片系统，随后碎片逐渐坠落到地球表面，形成了这些分布规律奇特的陨石坑。
目前太阳系内，木星、土星、天王星和海王星都拥有光环。
木星的尘埃光环是在1979年由旅行者1号发现的，并在1990年由伽利略探测器进一步研究。
天王星的光环系统复杂程度介于木星和土星之间，甚至在2023年，韦伯望远镜还发现了天王星环系统外围的新细节。
詹姆斯韦伯望远镜下的海王星
海王星的光环则更为神秘，含有大量黑色物质，科学家猜测这些物质可能是经过辐射处理的有机化合物。
然而，提到光环，就不得不提土星——光环系统的“王者”。
土星的光环不仅结构最为复杂，其总质量达到10^19公斤，面积几乎是地球横截面积的100倍。
科学家通过研究发现，土星环中的物质正在因重力作用缓慢流向土星，预计整个光环的寿命在700万到7000万年之间。
由火星、地球到土星的研究，人们有理由认为，数亿年来，潮汐分裂形成的光环系统可能曾是太阳系中许多行星的共同特点。
科学家推测，6600万年前导致非鸟类恐龙灭绝的希克苏鲁伯撞击器，其质量约为火卫一的千分之一。
若再大一些的天体未与地球相撞，而是被潮汐力撕裂，则完全可能在地球周围形成一套短暂的光环系统。
不仅在太阳系内，光环在系外行星周围可能更加频繁。
普通矮星因其密度远高于岩石星球，更容易在吞噬行星之前将其撕裂，形成瞬态光环。例如，白矮星周围确实已经观测到由岩石碎片组成的光环。
此外，如果系外行星拥有光环，这些光环会遮挡更多来自宿主恒星的光线，从而影响凌日观测数据。因此，通过凌日观测，科学家未来可能进一步探索系外行星光环的普遍性。
假如未来某一天，地球也能因某种机缘拥有一个光环，那么夜空将被反射的阳光点亮，呈现令人叹为观止的美景。
然而，这对天文学家来说却不全是好消息。被光环照亮的夜空，将大大增加观测深空天体的难度，其影响远超目前地球轨道上的通信卫星。
目前运行的7000颗星链卫星，总质量约为10^7公斤，不足土星环总质量的万亿分之一。
而宇宙的壮阔与人类的构造相比，显得尤为渺小。
总结：
“如果自然给系外行星戴上一个光环，那么它们将更加迷人。”
光环的存在，既是宇宙壮丽与诗意的象征，也是科学探索的深刻启发。
未来，随着观测技术的进步，我们或许能发现更多环状系统的秘密。而从火星到地球，从太阳系到系外行星，这些神秘的光环故事，正不断点燃人类对宇宙的无限想象。
好，今天就先这样啦～
科学羊🐏 2024/11/23
祝幸福~
「感恩关注，科学羊持续为您带来最好的科普知识」
往期推荐
如果鸟能飞，为什么人不能? 看看物理学是怎么解释的？原来身体增加一倍，翼展要增加40%！
精彩！我最喜欢的书终于上线啦！万维钢说：一本神人写的书！
好奇：如何与外星人交流的数学问题？
