光環！太陽系正在消失和已經消失的奇觀…

來源： 星系花園秘境

你知道麼？許多當今地球人耳熟能詳的天文奇觀…其實並不是太陽系的常態，它們往往只能陪伴人類「一段時間」，有的甚至正在緩慢消失……或者說，所有你認為理所應當的玩意，都是臨時的

所有風景都是有期限的

有些景色只是剛好出現在

人類祖先降生於這個星球的一瞬間

在之後的歲月裡

它們會消失在這個宇宙

1.正在消失的土星光環

眾所周知，土星有一個巨大的光環。而它的成型卻非常晚，和那些軌道不斷變遷的小衛星相似，光環誕生於很近的過去。

美國SETI研究所土星環首席研究員Matija Cuk說，「我們能夠利用計算機模擬釐清土星內側衛星的歷史。通過這項研究，我們發現它們很可能誕生於土星最近2%的歷史之中。」

科學家們計算機通過土星數十顆衛星軌道的傾斜角度計算了土星環的年齡。軌道傾斜發生的重力牽引的影響了附近的天體。衛星變得細長,它開始傾斜於原始軌道的平面。

通過比較當前的土星衛星軌道傾斜程度，計算模擬預測了土星環的年齡，竟然小於1億年的歷史。

而這個時候的地球上，翼龍正在天空中飛過，劍龍等食草類恐龍還在在咀嚼著蕨類植物。

「於是？問題來了，是什麼導致土星的這些內側衛星在這麼近的時間上誕生？」

Cuk研究員回答道：「我們的最佳解釋是，一系列類似的土星衛星的星體，它們的軌道被某種特殊的軌道共振破壞了，這種共振甚至涉及到土星繞著太陽所作的公轉。

最終，相鄰衛星的軌道發生交叉，這些天體發生了碰撞。正是從碰撞之後的『瓦礫堆』中，誕生了現在的光環。」

那麼土星環還能陪伴我們多久？它的壽命早已過半…

NASA戈達德太空飛行中心的詹姆斯·奧·多諾霍說，「我們估算這場『土星環雨』消耗的水量可以在半小時內填滿一個奧運會專用遊泳池…」

「單從這一點來講，整個土星環系統將會在 3 億年內消失殆盡。然而，再加上卡西尼號探測到的落入土星赤道區域的土星環物質，估計土星環撐不過 1 億年。與土星超過 40 億年的年齡相比，這個時間其實很短暫。」

奧·多諾霍作為第一作者，在《伊卡洛斯》（Icarus）期刊上發表了一篇關於土星環雨的論文。

長久以來，科學家想了解土星是一形成就帶著土星環，還是最近才基本搞明白了。新研究支持的說法是，土星環的歷史小於 1 億年……

關於土星環的起源，科學家曾提出了各種理論。如果土星形成後才擁有了土星環，那麼這些環應該是由那些圍繞土星運行的小型冰凍衛星碰撞形成，而碰撞的原因可能是它們的運行軌道受到路過的小行星或彗星引力牽引幹擾。

暗示土星環雨存在的第一批證據來自當年旅行者號的觀測，那是一些看似毫不相關的現象：土星上層帶電大氣層（電離層）的特殊變化，土星環密度的變化，以及環繞星球北半球中緯的三條狹窄暗帶。

早在1981 年，旅行者 2 號在執行探測任務時拍攝下土星模糊的上層大氣層（平流層）照片，其中便出現了這些暗帶。

1986 年，戈達德中心的傑克·康納內在《地球物理研究快報》上發表了一篇論文，將這些狹窄暗帶和土星巨型磁場形狀聯繫在一起，並提出，來自土星環的帶電冰凍顆粒順著不可見的磁場線向下流動，將水傾瀉到土星上層大氣層，也就是土星磁場線出發的地方。

來自土星環的水流出現在特定緯度，衝走了平流層的霧霾，大大減少了反射的光線，由此產生了旅行者號圖片中捕捉到的狹窄暗帶。

土星環大部分是冰，大小從微小的塵埃粒到直徑幾米的大塊頭不等。土星巨大的引力將土星環的物質拉向星球內，而土星環的軌道速度要將它們拋向外太空，這兩種力相互平衡。

微小的顆粒會帶電，電荷或來自太陽的紫外線光，或來自環內微小流星體碰撞產生的等離子云。帶電顆粒會感應到土星磁場的拉力，在土星環的位置磁場向內彎曲。

在環的某些部分，粒子一旦帶上電荷，前面提到的兩種力之間的平衡就被破壞，土星引力將這些顆粒沿著磁場線吸引入上層大氣層。

進入大氣層後，冰凍的環顆粒汽化，水和土星電離層發生化學反應。這些反應的結果之一就是延長帶電粒子H3+離子的壽命，這種粒子由三個質子和兩個電子組成。

受到陽光激發後，H3+離子發出紅外光，奧·多諾霍的團隊使用凱克天文臺的特殊儀器觀測了到這些紅外光。 根據一系列的觀測和計算，土星環的壽命早已過半，目前正處於消散的過程……

在不遠的未來，人類將親眼目睹土星環「蒸發殆盡」。

2.黯然或接近逝去的光環

在人類天文學不發達的時代，科學家們只留意到了碩大而華麗的土星光環，後來才發現，木星也有暗淡的環。準確地說，其實是快要逝去的光環……

木星光環是太陽系第三個被發現的行星環系統，比天王星環還要晚。木星環首次被觀測到是在1979年，由旅行者一號發現的。在1990年代伽利略號對其了進行詳細調查。

25年來，哈勃太空望遠鏡也對它進行了觀察。而在地上需要現存最大的望遠鏡才能夠進行木星環的觀察。因為它實在太暗淡了…

隱約的木星環系統主要由塵埃組成。環分成四個部分：厚厚的粒子環面內暈層稱為「光環」；一個相對光亮的而且特別薄的「主環」；以及兩個外部既厚又隱約的「薄紗環」（或稱「蛛網環」），其名稱由形成它們的衛星物質而來：木衛五（阿馬爾塞）和木衛十四（底比斯）

環系統的主要質量，包括不可見的主體，約為10的16次方千克，和木衛十五質量相當。它的形成時間遠遠早於土星光環，而今已近暮年…

也許木星光環的徹底消失會持續一個特別漫長的歲月，但人類確實是在目睹光環走向終結。

天王星也有個暗淡的環，由直徑小於10米的黑暗顆粒組成的暗環系統。

這是繼土星環之後，在太陽系內被發現的第二個環系統。已知的13個清晰的環中，最亮的是ε環。

自20世紀80年代以來，天王星環的模樣發生了很大變化。這表明天王星在過去的21年裡，遭受過巨大撞擊，但地球人由於觀測手段的限制，一直不知情。

3.曾經存在卻徹底消失的環

咱們隔壁的火星也曾有個光環，還持續了蠻長時間。但是，在人類降臨地球之前，很久遠的歷史中，它消失了……

美國科學家們確認火星光環是在2020年6月2日，來自SETI研究所和普渡大學的科學家們宣布了其存在的證據，而且，這項發現將有助於解釋為什麼火星最小的月亮戴莫斯軌道異常傾斜。

2020年6月《天體物理學雜誌快報》上的這篇新論文也發布在同期召開的美國天文學會第236次代表會議上，諷刺的是，這場會議的召開，竟然是由於COVID-19新冠病毒疫情。

雖然福波斯和戴莫斯這兩顆小月亮的軌道與火星赤道幾乎位於同一平面上，這表明它們與火星是同一時間形成的，但戴莫斯的軌道傾斜了大約有2度。這種傾斜是一個不尋常和無法解釋的發現。它也曾被認為在火星科學方面並不那麼重要。

現在看來，一直以來，這個小小的異常現象——看上去不起眼的2度傾斜——暗示了這顆紅色星球過去非常有趣的事情……火星曾經是有光環的！

三年前，科學家們就通過計算提出，火星兩顆小月亮中較大的一顆——福波斯，可能會周期性地為火星形成一個環系統。

在這種情況下，火星有一系列光環，以十億年的周期出現，雖然這一世的人類沒趕上目睹火星光環；但將來火星還會有新的光環。它的發生是因為——目前火衛一福波斯正緩慢地繞著越來越靠近火星的軌道運行。

最終，火星的引力會將福波斯撕碎，小月亮的結構將形成一個環。稍後，環中的物質將再次聯合形成新的小月亮。研究人員認為這在火星的歷史上已經發生過多次。關於另一顆月亮戴莫斯的火星環的最新論文提出了另一種理論：

根據研究人員的算法，一顆新生的衛星將同時遠離環和火星，朝著與火衛一福波斯或任何向內遷移的衛星相反的方向移動。一個向外遷移的衛星，就在環的外面，可能會發生軌道共振——兩個軌道上的天體相互施加規律性的周期性引力影響——這樣戴莫斯的軌道周期正好是另一個月球的三倍。就會再次穩定下來。

4.我們的地球會擁有光環麼

你是否曾經想像過？當你仰望星空時……看到的不是那個熟悉的大月亮，而是一個類似土星奇觀的美麗光環？這真的是不切實際的想像嗎？這個宇宙的設計者真的沒給過地球這項「福利」嗎？並不

通過計算，科學家們相信地球曾經有一個光環，儘管，那是幾十億年前的舊風景了。他們測算這個光環出現在地球月球形成的早期。

根據普遍接受的巨型撞擊假說，在遙遠的過去，一顆名為Theia的原行星與初生的地球相撞。

這次碰撞導致地球上的物質大爆發，諸多巖漿衝入了近地軌道那些物質形成了一個光環，並且，最終合併成我們今天看到的這個美麗的月球。

根據目前相對主流的天文學觀點，我們明亮的大月亮，就是地球光環變成的。所以宇宙的設計者還真沒怠慢過地球，和別的行星一樣，它曾經擁有過一切。那麼月球會一直陪伴著我們嗎？並不

月球和地球的這種親密關係已經持續了45億年。兩顆星體，手挽手一起和太陽螺旋起舞穿越著銀河中的漫長軌道。

但現在，悲劇的是，我們熟悉的月亮，正朝著遠處離去，我們和月亮曾經更親近，而時間似乎過得更快。事實上，6.2億年前，地面上一天只有21小時。現在它們已經拖到了24小時，而且只會越來越長，而月球的平均距離已經達到384400公裡。感覺太遠了，而且會越來越遠。

隨著月亮以每年1-2釐米的速度向遠處漂移。我們的日子每一個世紀都要延長1/500秒。看上去不多？然而最終我們失去這個大月亮是必然的……