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海王星環

十月 19, 2023

海王星环總共包含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，很像木星环或天王星环，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·戈特弗里德·加勒、奥本·勒维耶、威廉·拉塞尔、弗朗索瓦·阿拉戈和约翰·柯西·亚当斯。[3]

实线表示环;虚线表示卫星轨道。

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。
 
2022年由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的近紅外相機所拍攝的海王星環。

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]2022年，詹姆斯韋伯太空望遠鏡對這些環進行了近紅外相機拍攝，這是自航海者2號探測以來首次觀察海王星環。[10]

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环

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。[11]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][12]“博爱、平等、自由”是法国大革命的口号。[13]

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%，但土星环和天王星环，它们含有的尘埃很少（小于0.1%）。[11][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。[11][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。[11]这环里的尘埃估计比例为40%-70%。[4][14]

勒威耶环 编辑

勒威耶环的轨道半径约为53,200公里[11]，但它是狭窄的，宽度约113公里[5]，尘埃比例为40%-70%。[6][14]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。[11]

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。[11]这是一个微弱的环，尘埃比例约是20%-40%。[14]与勒威耶环和阿拉戈环挨得很紧。[11]

阿拉戈环 编辑

阿拉戈环很窄，很暗，但比拉塞爾环亮多了。[11]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[11]，是最有名的和最值得研究的海王星环。这个环是狭窄的[14]，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%。[14]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[12]使亚当斯环稳定。[12]

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。[15]亚当斯环的弧有些类似土星G环的弧。[16][11]弧的结构相当稳定，但一些变化已经被注意到。[17]自1986年以来，弧的整体亮度下降。勇氣弧向前跃升了294°[18]，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。[18]

性質 编辑

環 半徑（公里）[11] 寬度（公里） 當量深度（公里）[19] 正常光學厚度[20] 灰塵比例(％)[14] 偏心率 斜度(°) 註釋
伽勒環（N42）[21] 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）[22] 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[23] 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[24] 57,200 <100[4] ? ? ? ? ?
亚当斯环（N63）[25] 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[12] 0.0617 ± 0.0043[12] 有五個明亮的環弧[26]
  • 問號表示參數未知。

相關條目 编辑

參考文獻 编辑

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外部連結 编辑

十月 19, 2023
海王星環, 海王星环總共包含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, 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, 十分微弱, 由尘土构成, 很像木星环或天王星环, 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, 戈特弗里德, 加勒, 奥本, 勒维耶, 威廉, 拉塞尔, 弗朗索瓦, 阿拉戈和约翰, 柯西, 亚当斯, 实线表示环, 虚线表示卫星轨道, 海王. 海王星环總共包含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 很像木星环或天王星环 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 戈特弗里德 加勒 奥本 勒维耶 威廉 拉塞尔 弗朗索瓦 阿拉戈和约翰 柯西 亚当斯 3 实线表示环 虚线表示卫星轨道 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 目录 1 发现 2 特征 2 1 伽勒环 2 2 勒威耶环 2 3 拉塞尔环 2 4 阿拉戈环 2 5 亚当斯环 2 5 1 环弧 3 性質 4 相關條目 5 參考文獻 6 外部連結发现 编辑 nbsp 旅行者2号拍得的2帧相片 nbsp 2022年由詹姆斯 韋伯太空望遠鏡的近紅外相機所拍攝的海王星環 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 2022年 詹姆斯韋伯太空望遠鏡對這些環進行了近紅外相機拍攝 這是自航海者2號探測以來首次觀察海王星環 10 特征 编辑 nbsp 旅行者二号通过提高亮度拍到的海王星的昏暗的环 nbsp 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环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 11 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 12 博爱 平等 自由 是法国大革命的口号 13 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 但土星环和天王星环 它们含有的尘埃很少 小于0 1 11 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 11 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 11 这环里的尘埃估计比例为40 70 4 14 勒威耶环 编辑 勒威耶环的轨道半径约为53 200公里 11 但它是狭窄的 宽度约113公里 5 尘埃比例为40 70 6 14 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 11 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 11 这是一个微弱的环 尘埃比例约是20 40 14 与勒威耶环和阿拉戈环挨得很紧 11 阿拉戈环 编辑 阿拉戈环很窄 很暗 但比拉塞爾环亮多了 11 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 11 是最有名的和最值得研究的海王星环 这个环是狭窄的 14 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 14 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 12 使亚当斯环稳定 12 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 15 亚当斯环的弧有些类似土星G环的弧 16 11 弧的结构相当稳定 但一些变化已经被注意到 17 自1986年以来 弧的整体亮度下降 勇氣弧向前跃升了294 18 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 18 性質 编辑環 半徑 公里 11 寬度 公里 當量深度 公里 19 正常光學厚度 20 灰塵比例 14 偏心率 斜度 註釋伽勒環 N42 21 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 22 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 23 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 24 57 200 lt 100 4 亚当斯环 N63 25 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 4040 70 環弧 4 7 0 2 10 4 12 0 0617 0 0043 12 有五個明亮的環弧 26 問號表示參數未知 相關條目 编辑木星環 土星環 天王星環 麗亞環參考文獻 编辑 Hubbard W B Brahic A Bouchet P Elicer L R Haefner R Manfroid J Roques F Sicardy B Vilas F Occultation Detection of a Neptune Ring Segment Press Abstracts from the Sixteenth Lunar and Planetary Science Conference held March 11 15 1985 in Houston TX LPI Contribution 559 published by the Lunar and Planetary Institute 3303 Nasa Road 1 Houston TX 77058 1985 p 35 1985 Bibcode 1985LPICo 559 35H 引文使用过时参数coauthors 帮助 Manfroid J Haefner R Bouchet P New evidence for a ring around Neptune Astronomy and Astrophysics 1986 157 1 L3 Bibcode 1986A amp A 157L 3M 引文使用过时参数coauthors 帮助 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 Miner Ellis D Wessen Randii R Cuzzi Jeffrey N The discovery of the Neptune ring system Planetary Ring Systems Springer Praxis Books 2007 ISBN 978 0 387 34177 4 4 00 4 01 4 02 4 03 4 04 4 05 4 06 4 07 4 08 4 09 4 10 4 11 4 12 4 13 4 14 4 15 4 16 4 17 4 18 B A Smith L A Soderblom D Banfield C Barnet A T Basilevsky R F Beebe K Bollinger J M Boyce A Brahic G A Briggs R H Brown C Chyba s A Collins T Colvin A F Cook D Crisp S K Croft D Cruikshank J N Cuzzi G E Danielson M E Davies E De Jong L Dones D Godfrey J Goguen I Grenier V R Haemmerle H Hammel c J Hansen c P Helfenstein C Howell G E Hunt A P Ingersoll T V Johnson J Kargel R Kirk D I Kuehn S Limaye H Masursky A McEwen D Morrison T Owen W Owen J B Pollack C C Porco K Rages P Rogers D Rudy C Sagan J Schwartz E M Shoemaker M Showalter B Sicardy D Simonelli J Spencer L A Sromovsky C Stoker R G Strom V E Suomi S P Synott R J Terrile P Thomas W R Thompson A Verbiscer J Veverka Voyager 2 at Neptune Imaging Science Results Science 1989 12 15 246 4936 1422 1449 2018 04 02 ISSN 0036 8075 doi 10 1126 science 246 4936 1422 原始内容存档于2016 06 04 英语 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 Horn Linda J Hui John Lane Arthur L Observations of Neptunian rings by Voyager photopolarimeter experiment Geophysics Research Letters 1990 17 10 1745 1748 Bibcode 1990GeoRL 17 1745H doi 10 1029 GL017i010p01745 引文使用过时参数coauthors 帮助 6 00 6 01 6 02 6 03 6 04 6 05 6 06 6 07 6 08 6 09 6 10 Burns J A Hamilton D P Showalter M R Dusty Rings and Circumplanetary Dust Observations and Simple Physics pdf Grun E Gustafson B A S Dermott S T Fechtig H 编 Interplanetary Dust Berlin Springer 641 725 2001 2013 11 23 原始内容存档 PDF 于2016 06 03 引文使用过时参数coauthors 帮助 Nicholson P D Cooke Maren L et al Five Stellar Occultations by Neptune Further Observations of Ring Arcs Icarus 1990 87 1 1 Bibcode 1990Icar 87 1N doi 10 1016 0019 1035 90 90020 A Dumas Cristophe Terrile Richard J et al Stability of Neptune s ring arcs in question pdf Nature 1999 400 6746 733 735 2013 11 23 Bibcode 1999Natur 400 733D doi 10 1038 23414 原始内容存档 PDF 于2021 01 24 dePater Imke Gibbard Seren et al The Dynamic Neptunian Ring Arcs Evidence for a Gradual Disappearance of Liberte and Resonant Jump of Courage PDF Icarus 2005 174 1 263 272 Bibcode 2005Icar 174 263D doi 10 1016 j icarus 2004 10 020 原始内容 pdf 存档于2008 07 19 Merzdorf Jessica New Webb Image Captures Clearest View of Neptune s Rings in Decades NASA 2022 09 19 2022 09 23 原始内容存档于2022 11 16 11 00 11 01 11 02 11 03 11 04 11 05 11 06 11 07 11 08 11 09 11 10 11 11 Miner Ellis D Wessen Randii R Cuzzi Jeffrey N Present 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