| 天人地 |
2023-12-30 12:29 |
这是海王星和天王星的星环，薄薄的一层，就像个戒指一样。
这，是木星的星环，肉眼可见的比之前两颗的星环大了几圈。
而整个太阳系拥有最大星环的行星，则是土星，土星的星环巨大又迷人。
饶是拥有巨大星环的土星，在一颗系外行星的面前，却是显得那么渺小，这颗行星的星环简直可以难以用语言来形容，废话不多说，我们直接看图。
你没有看错，这颗行星的星环就是这么巨大，中间那一小点，就是它的本体。这颗系外行星叫J1407 B，距离地球大约400光年。它于2012年被发现，其数据直到2019年左右才被汇编并提交出版。
它的环比土星的环大200倍。这么说吧，如果它们属于土星，我们从地球上抬头就能看见这些环，这些环将会主宰地球的天空。那么J1407 B的环是怎么来的呢？为何它的环如此巨大？它是凭什么可以维持那么巨大的环呢？
星环的奥秘
那么，星环是怎么形成的呢？
普通的星环形成，大致是受到“洛希极限”的影响。通俗来说，洛希极限是一个天体在受到另一个天体引力作用下，由于潮汐力的作用而可能被破坏的最小距离。
由于卫星进入行星的洛希极限内，从而被行星的起潮力所瓦解。洛希极限是一个重力稳定性的区域，如果一个天体的体积大于它的洛希体积，那么它就会被另一个更大的天体的引力拉扯而分裂。
就像我们熟知的土星的星环，可能就是由一颗大卫星碰撞破碎后瓦解而成的，碎片落在洛希极限以内，不能再形成卫星，而只能形成环状的运动的物质系。
但是星环并不只又陨石碎片组成，土星环其主要物质还是冰。所以呈现出明亮的白色或淡黄色。而天王星和海王星的星环则由冰和石质颗粒相间组成，所以呈现出深蓝色或偏红色。
其实星环并不是什么稀罕物，可以说宇宙中，拥有星环的行星数不胜数，但是像J1407 B这样的拥有超级大星环的行星人类目前只发现了这一颗。
J1407 B的超大环
J1407 B是一颗围绕着一颗年轻的恒星V1400 Centauri（又称J1407）运行的巨大行星或褐矮星，由于和土星长得太像了，加上环又超级大，所以又被称为“超级土星”。
它的环状系统的直径约为1.2亿公里，相当于近300个土星环的大小，而且包含了数十个不同的环，其中最大的一个环的宽度就超过了地球和月球之间的距离。那么，J1407 B的环是如何形成的呢？为什么它的环如此巨大呢？小小的它凭什么维持那么巨大的环呢？
像我们之前说的常规星环的形成，卫星被撞击或潮汐力破碎而形成星环的情况，肯定不适用于J1407 B，因为它的星环实在是太大了，如果是卫星被撕裂，完全不可能，如果真有那么大一颗卫星，那么在洛希极限之下该被撕碎的就是J1407 B了。
既然这样，J1407 B的星盘是怎么形成的呢？这时候我们想到了一种新的可能的形成机制：即由于J1407 B的原行星盘没有完全凝聚成卫星而形成的。简单的说，就是J1407 B所在的行星系形成初期残留下来的一些原始物质组成的。
J1407 B的环还处于一个相对年轻的阶段，还没有经历过足够的时间和过程来消耗或稳定它们。根据对J1407 B的环的观测和模拟，它们的年龄估计在1万年到1亿年之间，这相比于太阳系的45亿年还是很短暂的。
在这个阶段，J1407 B的环可能还在不断地变化和演化，可能还会产生更多的卫星或碎片，也可能会被其他的天体或行星的引力所扰动或摄动，从而导致它们的形状和结构发生变化。
这么大的环怎么维持呢？
那么为何J1407 B的环那么大呢？这就要说到，它所在恒星系的老大恒星J1407。J1407是一颗年轻的恒星，它的年龄估计为1600万年，它的质量约为0.9倍太阳质量，它的光度约为0.34倍太阳光度，它的表面温度约为4400K。
J1407的恒星风和辐射可能会对J1407 B的环产生一定的作用，使得它们能够抵抗一些内部的耗散或外部的干扰，从而维持它们的巨大尺寸。
除了恒星J1407的影响J1407 B的环可能还受到了它自身的质量和引力的支撑，使得它们能够稳定地存在。J1407 B的质量和半径目前还不确定，但根据一些估计，它的质量可能在10到80倍木星质量之间，它的半径可能在0.36到1.4倍木星半径之间，这意味着它可能是一颗巨大的行星或一颗褐矮星。
如果J1407 B是一颗褐矮星的话，一般来说，它的引力比行星大。这意味着它们的密度非常高，大约是水的1000倍。因此，它们的表面重力也很强，大约是地球的10倍到1000倍3。
如果人站在一个褐矮星的表面，会感受到巨大的向下的力，体重会瞬间增加很多倍，身体会在一瞬间成一张纸。当然这个引力会对它的环产生一定的约束和平衡，使得它们能够沿着它的赤道面运动，而不会发生散开或坍缩的情况。
除了自身的引力之外，环也能自我维持。它的环中，可能还存在大量的小卫星例如，土星的星环就有许多环卫星，它们可以形成一些缝隙或弧形，也可以防止环状系统的扩散或收缩。
J1407 B的环可能也含有一些环卫星，它们可能是由环状系统的物质凝聚而成的，也可能是由其他的天体捕获而来的，它们可能对J1407 B的环产生一些类似的作用。
还有人好奇，为什么这些星环不会形成一个外壳全覆盖，而是呈现环状？
为什么是个环而不是全覆盖？
星环之所以是个环而不是全覆盖，是因为它们的形状和稳定性受到了行星的引力和自身的运动的影响。行星的引力使星环的物质沿着行星的赤道面运动，这样可以保持最低的势能和最高的稳定性。
星环的物质之间也会相互碰撞和摩擦，这会导致它们的运动速度和方向发生变化，从而使星环的厚度和宽度发生变化。最后，星环的物质也会受到行星的卫星或其他天体的摄动和干扰，这会导致它们的轨道发生偏离或变形，从而使星环出现缝隙或弧形。
综合这些因素，星环的形状就呈现出了多样化和复杂化的特征，所以不会全覆盖。那么地球为何没有形成星环呢？
地球能形成星环吗？
在我们太阳系，土星的星环是最著名和最壮观的，由数百万个冰块和岩石碎片组成，形成了多个明亮和暗淡的环带。而其他行星的星环则相对较小和暗淡，通常由冰、岩石和尘埃组成。
那么，为什么地球没有形成星环呢？这就要说到大气层，地球拥有较为稠密的大气层，我们的大气层可以阻碍来自太空中的小碎片进入地球的轨道，保护了我们不受大量陨石伤害，但这也就防止了星环的形成。
因为大气层使一些低轨道的卫星和太空垃圾受到摩擦力的作用，而逐渐降低轨道高度，最终烧毁在大气层中。因此，地球的大气层相当于一个保护屏障，使地球周围的空间相对清洁和安全。
而且地球的引力相比那些拥有星环的行星，实在是太小，形成和维持需要行星的引力场具有足够的稳定性，这样才能保证物质不会被拖拽到行星表面或被排斥到太空中。而地球的引力场相对较弱，不足以维持大量物质围绕行星运动。
地球的引力场还受到月球和太阳的摄动影响，这会使一些物质的轨道发生变化，从而导致轨道交叉或碰撞。所以地球的引力场不利于星环的形成和稳定。
由于地球的自身条件的限制，咱们地球没有形成所谓星环。但这并不意味着地球完全没有与星环类似的现象。例如，地球拥有一个由宇宙尘埃和微小颗粒组成的“尘埃带”，这些物质围绕着地球公转，并在某些情况下形成流星雨。
此外，地球的磁场还会捕获一些来自太阳风的带电粒子，形成“辐射带”，这个小辐射带也对咱们人类的航天器和宇航员造成潜在的威胁。
结语
星环，作为太阳系中一种美丽而神秘的天体现象，呈现出多样化的形状和结构。从海王星和天王星的薄薄环，到木星的庞大星环，再到土星的壮丽星环，每个行星都展示出独特的星空奇观。
当我们迈出太阳系的范畴，发现了J1407 B这颗系外行星时，我们被其超巨大的星环所震撼。J1407 B的环比土星的环大200倍，成为迄今为止发现的最大星环行星。
J1407 B的环系统之所以如此巨大，尚存在许多未解之谜。星环的形成和维持涉及到多个复杂的因素，包括引力、共振、潮汐效应以及与恒星的相互作用。J1407 B的环可能是由于行星系形成初期残留下来的物质组成，而它所在的这个年轻行星系可能还在不断演化和变化中。
星环的奥秘在于它们所包含的丰富物质和复杂的形成机制，通过对这些奥秘的解析，我们或许能够更深入地理解宇宙的演化过程和行星系统的多样性。未来随着科学技术的不断发展，人类有望揭示更多行星、恒星以及宇宙中其他神秘现象的秘密。
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