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如果地球也有行星环(我们的世界会是什么样子)

时间:2023-01-27 05:57:01

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如果地球也有行星环(我们的世界会是什么样子)

在我们太阳系的八大行星中,最“拉风”的行星,可能要数土星了,因为它有一个巨大的行星环。自从伽利略在1610年用望远镜发现土星环以来,它就一直让无数人着迷,它的光环赋予它一种神秘的威严,也不愧于它被冠以泰坦之王的名字。

一般来说,行星环是围绕行星旋转的物质构成的环状带,是因质量巨大的行星的引力而形成。而土星的行星环则几乎完全由冰块组成,其宽度达到数千英里。除了土星外,太阳系中的拥有行星环的行星还有木星、天王星和海王星。在2015年,天文学家还发现了420光年外的一颗叫做J1407b的行星,它拥有30多个行星环,这些光环的直径达1.2亿公里,是土星环的200多倍。

无垠的太空总会让人产生无限的想象,有人会问,如果地球也有一个行星环,我们的世界会是什么样子?最近,一位叫做罗恩·米勒(Ron Miller)的科幻插图画家创造了一组非凡的图像,图像告诉人们如果地球拥有与土星比例相同的行星环,我们的天空会是什么样子。

同时,也有天文学家对假想中的地球光环做出解释。天文学家认为,如果地球有行星环,那么这个环的外观会因纬度而变化,世界各地的人们看到的景象是不一样的。其中在赤道附近的人们,会从内缘看到光环,所以它看起来就像一条从地平线上笔直升起的细线。

相比之下,在北极圈附近,这个环可能看起来像地平线上的一个隆起。对于在赤道和极地之间的纬度地区的人们来说,这些光环看起来就像一个巨大的拱门,从天空的一端穿过另一端。这些闪闪发光的光环既不会升起也不会落下,而且会永远出现在天空中完全相同的地方。这些宇宙地标无论白天黑夜都能看见。

然而,地球如果多了一个行星环,并非改变天空景观那么简单,它还会对地球产生很多方面的影响。

明亮的岩石圈

如果地球有行星环,它注定是一个与土星环不一样的环,最关键的一点是,它不会有冰。因为地球与太阳的距离,比土星近太多了,因此来自太阳的辐射会将行星环上的任何冰都升华掉。因此,地球如果有环,它的主要成分必须是岩石。

尽管如此,即使地球的光环是由岩石构成的,这也不意味着它们看起来是黑暗的。月球岩石大部分是灰色的,它反射太阳光的效率只有12%,但在我们看来,满月还是非常明亮的,这是因为月球离地球的距离足够近。

地球的光环会有多亮呢?来自纽约哥伦比亚大学的天体生物学主任卡莱布·沙尔夫(Caleb Scharf)称:“这个假想的光环,每平方米大约有1300瓦的阳光反射到地球大气层的顶部。”如果光环的反射效率有10%,那么它每平方米反射的光与130瓦的灯泡发出的光差不多。

行星环离地球有多远,会干扰飞机吗?

根据大学大气研究公司的数据,这些光环所能达到的绝对距离是位于被称为热层的大气层之上的某个地方,其高度可达1000公里。而一般的民航客机的飞行高度只有11公里左右,因此我们丝毫不用担心飞机会撞到这个环。但行星环內边缘的物质可能会频繁坠入地球大气层,像陨石一样燃烧起来。

行星环的外边缘会向太空延伸多远?任何在地球一定距离内运行的物体,都会因地球引力而破裂,也就是洛希极限。一旦破碎,这些破碎的物体就会加入岩石环。例如,任何与地球月球大小的物体,如果落在距地球表面11850公里以内的地方,就会地球的引力撕碎,最终形成一个围绕地球的环。总而言之,这个行星环的外边缘不会超出月球的轨道。

形成行星环的必要条件

地球是否有一个或多个光环,取决于地球是否也拥有“牧羊人卫星”,即清除光环之间的间隙并帮助将粒子限制在环内的小卫星,就像牧羊犬防止绵羊误入歧途一样。土星环拥有许多牧羊人卫星,比如“普罗米修斯”。地球环中的牧羊人卫星可能像围绕着光环边缘旋转的闪亮的珍珠。

沙尔夫说,如果地球继续拥有像现在这样大的月球,它不太可能有持久的光环。因为月球施加在地球上引起潮汐的引力可能会破坏行星环,导致它们分崩离析。

落下的阴影

根据一天中的时间、季节和观测者所在的纬度,地球的影子可能会落在光环上。沙夫说,地球的影子在它的光环上看起来是椭圆形的,并且随着时间的推移而移动。在春分期间,太阳和光环在同一平面上。在这个时候,在地球的中纬度地区,行星的阴影会最大程度地延伸到光环上,使光环的大部分区域陷入黑暗。

同样,光环本身也会在地球上投下阴影。而在赤道地区,这个行星环会遮挡大部分的太阳光,在半个地球上投下一个巨大的阴影。在北半球的夏季和南半球的冬季,光环会在南半球投下阴影,反之亦然。这可能意味着两个半球的冬天可能比现在的更冷更严酷。然而,同时,行星环可能会增加地球接收到的光总量,“因此气候影响很难精确定位。

围绕行星环创造的神话故事

作为天空中永不改变位置的天象,如果地球真的有一个巨大的光环,它几乎肯定在神话中扮演着关键的角色。在温带地区,人们可能会认为,环的外观像一个拱门,象征着天地之间的桥梁。(牛郎和织女也许不用麻烦小鸟帮他们搭桥了。)

由于光环的外观随着纬度的变化而变化,人们对它们的解释也会随之改变。鉴于地球上的战争是如何起源于对宗教教义的对立观点,人们可能会想知道,当古人开始漫游地球,看到光环在外观上发生变化时,会发生什么。

这个光环很可能会吸引人们去世界各地游荡。考虑到这些光环是如何与巨大的拱门相似,探险家们可能会想看看拱门落在哪里,就像人们渴望看到彩虹尽头的东西一样。

此外,沙尔夫指出,在环上地球阴影的边缘,人们可以看到透过地球大气层过滤的光线。他说:“你可能会在阴影的边缘得到一些奇怪的颜色,也许是血红色的边缘。人们可能会围绕这一点建立起各种各样的神话。”

航海指南

这些环可能会成为非凡的航海设备。人们可能会想知道他们如何支持旅行、探险、贸易、移民和入侵。例如,几个世纪以来,水手们在海上和看不见陆地时,很难精确地确定他们在地球上的经纬度位置。长期以来,航海家们一直有利用天文学来寻找纬度的方法——白天观察太阳的高度,晚上观察北极星或南十字星的高度。

天空中的光环可能有助于航海家们通过多种方式估计经度。牧羊人卫星可以沿着可预测的轨道绕地球运行,就像在时钟上移动指针一样。土星光环拥有神秘的辐条,很可能与土星磁场有关,而地球光环上的任何辐条都可以像时钟表面的时间标记一样起作用。地球的影子在光环上移动的方式也可以作为一个巨大的宇宙计时器。

对太空探索的影响

根据环的位置,原则上卫星和航天器可以在其下方轨道运行。例如,国际空间站在地球表面上方约400公里的轨道上运行,可能在“环”之下;而地球静止卫星轨道距离地球表面约35786公里,很可能远高于“环”。然而,这些光环可能会散射赤道轨道上卫星和航天器发出的任何无线电信号,从而限制了它们的用途。

这些光环很可能还会干扰天文学,妨碍人们俯瞰夜空。这反过来可能会限制环行星上的科学家对宇宙关键细节的了解。

有科学家指出,地球的行星环并非完全是想象力的产物,地球可能曾经有过一个行星环。我们的星球诞生于45亿年前,之前的研究表明,月球的年龄相对较短。有天文学家对月球起源的解释是,它是由两个原行星的碰撞造成的。其中一个是地球的原型,另一个是火星大小的行星,叫做Theia。它们的撞击最终形成了现在的地球和地球周围的一圈岩石碎片,这些碎片最终合并成为了现在的月球。

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网友评论
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显示评论内容(1)
  1. 花间落叶2023-07-08 01:24花间落叶[青海省网友]116.95.176.208
    如果地球也有行星环,那我们的世界肯定会更加美丽迷人,成为宇宙中璀璨的一颗明珠。
    顶1踩0
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