太陽系中,我們都知道土星擁有一個非常明顯的行星環(huán)。事實上,土星不止擁有一個行星環(huán),利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察,可以看到八個行星環(huán)的層疊結(jié)構(gòu)。 然而土星并非是太陽系唯一具有行星環(huán)的天體,在行星中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)木星、海王星、天王星都存在行星環(huán),但是它們的環(huán)更小、更暗,因此難以被觀察到。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)行星環(huán)后,就開始探索行星環(huán)的組成,利用光譜分析,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)土星的行星環(huán)主要由水和冰組成;木星的行星環(huán)主要由巖石、塵埃組成;天王星和海王星的行星環(huán)較暗,可能由含碳元素的塵埃組成,比如甲烷冰。 通過無線電信號探測行星環(huán)的組成:太空中充滿了各種各樣的天體,當(dāng)探測器發(fā)出無線電波的時候,這些無線電信號會受到天體的干擾和影響,影響程度取決于障礙物的大小和質(zhì)量,同時可以利用無電線信號,反映出粒子的重量以及密度、液態(tài)還是固態(tài)。 科學(xué)家利用無線電波,探測到土星的行星環(huán)具有較強(qiáng)的發(fā)射性,很有可能是由水冰組成。 木星環(huán)主要由細(xì)小的塵埃粒子組成,不像土星環(huán)那樣明顯,而且木星環(huán)的塵埃粒子,很有可能是由巖石組成。 天王星和海王星距離地球非常遙遠(yuǎn),對無線電信號的反射性并不強(qiáng),這讓科學(xué)家排除了水冰的可能性,通過光學(xué)觀測,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)天王星和海王星的行星環(huán)接近黑色,因此天王星和海王星的行星環(huán),可能是由含碳的物質(zhì)組成。 利用光譜分析探測行星環(huán)的組成:眼見為實一直是探索太空的重要依據(jù),調(diào)查行星環(huán)發(fā)出的光,是最直接的探索方式。太陽系的所有物體,幾乎全部依靠反射太陽光產(chǎn)生亮度。 科學(xué)家將光線分解成光譜,根據(jù)光譜的差異,可以分析出行星環(huán)的顏色,詳細(xì)的光譜,甚至可以推斷出行星環(huán)的具體構(gòu)成成分。 土星是唯一一個擁有高分辨率圖像的帶環(huán)行星,因此科學(xué)家可以利用光譜分析,詳細(xì)探索土星環(huán)的組成,通過光譜分析,土星環(huán)不僅僅擁有水和冰,還擁有鐵元素以及少量有機(jī)物質(zhì),因此土星環(huán)的顏色微微泛紅。 土星環(huán)的大小顆粒并不均勻,最小的顆??赡芎偷厍虻纳沉R粯?,較大的顆粒甚至要比公交車還大。 木星、天王星和海王星,目前人類并沒有這些行星環(huán)的光譜數(shù)據(jù),因此無法對這些行星的行星環(huán)進(jìn)行精確的光譜分析。 但是詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡如果開始工作,科學(xué)家就可以觀測到這些行星的行星環(huán),同時利用觀測數(shù)據(jù)對行星環(huán)進(jìn)行光譜分析,從而獲得更加準(zhǔn)確的行星環(huán)構(gòu)成數(shù)據(jù)。 總結(jié):土星作為行星環(huán)最明顯的帶環(huán)行星,也是科學(xué)家研究行星環(huán)的重點對象。土星環(huán)的組成也進(jìn)行了長時間的探索,構(gòu)成成分基本限定在水、冰、鐵、有機(jī)物等物質(zhì)。 木星環(huán)并不明顯,從普通的照片中,根本無法發(fā)現(xiàn)木星環(huán)的存在,木星周圍細(xì)小的塵埃粒子以及巖石,構(gòu)成了木星環(huán)。 天王星和海王星是非常遙遠(yuǎn)的行星,科學(xué)家很難觀測到清晰的影像,但是根據(jù)目前的數(shù)據(jù)以及天王星和海王星的環(huán)境,科學(xué)家認(rèn)為這兩顆行星的行星環(huán),可能在寒冷的環(huán)境中,形成甲烷冰等物質(zhì),從而產(chǎn)生了黑色的行星環(huán)。 |
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