太陽系外圍奇事多，天王星的光環又現異常

天王星大氣及其環在射電波段上的疊合影像，首次展現了天王星環的熱輻射。ALMA

最近，天文學家使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡陣列（ALMA）和甚大望遠鏡（VLT），意外地拍到了天王星環自身發出的微光。

天王星的環大部分由寒冷的石質顆粒組成。通常情況下，我們只能看到環反射的陽光，但ALMA和VLT擅長在毫米波和中紅外波段上拍攝這些極寒顆粒自身產生的電磁輻射。

發現於1977年的天王星環非常昏暗，非最大的望遠鏡看不到。但在ALMA和VLT的熱力學影像中，天王星的環卻顯得相當明亮。

這些熱力學影像，為天文學家打開了另外一扇觀察天王星環的窗口。通過這些影像，天文學家第一次測出了天王星環的溫度：77K。相當於零下196.15攝氏度。

觀測結果確認了天王星最明亮、密度最高的一道環——埃普西龍環（Epsilon）與太陽系其他已知行星環，特別是土星環的區別。土星環寬闊而明亮，包含的顆粒從小到大一應俱全，既有微米級的塵埃，也有直徑十米以上的巨石。但天王星主環缺少細小的塵埃，組成它的顆粒至少也有高爾夫球那麼大。

在其他的太陽系行星環中，木星環主要由細小的微米級塵埃粒子組成。海王星環也是如此。但在天王星的環系統中，細小的塵埃粒子只分布在其狹窄主環的空隙間。這一點非常奇怪。天文學家認為，其主環中的細小微粒要麼是被什麼力量給清掃掉了，要麼是在什麼力量的影響下，被歸到了一起。而了解這一點，是了解天王星環成分，以及這些環是否同源的重要一步。

行星環有可能是被行星引力俘獲的小行星碎片，也有可能是衛星之間撞擊產生的；有可能是衛星因太靠近行星解體後的殘骸，也有可能是從45億年前太陽系起源期遺留下來的原始物質。

天王星環與土星環相比要狹窄得多。天王星主環的寬度只有20至100公里，而土星環的寬度可達數百萬公里。

天王星主環中缺少塵埃微粒這一事實，最早是由旅行者2號探測器1986年發現的，但當時的探測器無法對環的溫度進行測量。到目前為止，天文學家總共在天王星周圍發現了13條環，並在這些環之間發現了一些塵埃帶。

天文學家能夠發現天王星環發出的微光也屬意外。他們原本一直在用ALMA和VLT對天王星大氣的溫度構成進行分析，但在影像中，他們意外地發現，天王星的環竟然顯得異常明亮。天文學家相信，未來更先進的紅外太空望遠鏡，將能夠看到更加豐富的細節。

天王星及其環的藝術想像圖。圖中的天王星在毫米波和中紅外波段上散發著微光。NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello

參考：

Thermal Emission from the Uranian Ring System

https://arxiv.org/abs/1905.12566

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