等一會。為什么太陽系的衛(wèi)星都沒有環(huán)？

我們在太陽系中有很多奇怪的衛(wèi)星。我們有熱月和寒冷的月亮.有一個月亮與液體和許多塵土飛揚的衛(wèi)星.一個行星有一個核桃月，另一個具有土豆月.

但在迄今為止發(fā)現(xiàn)的近 300 顆衛(wèi)星中，一個也沒有是一輪環(huán)狀的月亮。

這實際上很奇怪。

在太陽系的八顆行星中，有一半的行星圍繞著赤道運行。火星被認(rèn)為曾經(jīng)有過一枚戒指.一些矮行星有光環(huán)（盡管有時天文學(xué)家無法弄清楚).甚至一些小行星有環(huán).

那是在研究太陽系外的環(huán)狀衛(wèi)星的概念時——被稱為克羅諾莫——這個問題開始困擾智利阿道夫·伊巴涅斯大學(xué)的天體物理學(xué)家馬里奧·蘇塞爾奎亞 （Mario Sucerquia） 和他的同事。

“如果我們太陽系中的巨行星有光環(huán)，如果半人馬（小行星木星的軌道）和跨海王星天體也有，為什么太陽系的衛(wèi)星沒有光環(huán)呢？Sucerquia 向 ScienceAlert 解釋道。

“考慮到其他地方的光環(huán)普遍存在，這種缺失似乎有悖常理，因此我們想探索是否有潛在的動力學(xué)原因阻止了光環(huán)的形成或衛(wèi)星周圍的長期穩(wěn)定性?！?/p>

我們還沒有探測到太陽系外的衛(wèi)星，但 Sucerquia 和他的同事在 2021 年假設(shè)，如果有人在 2021 年有一個足夠大的環(huán)形系統(tǒng)，可以想象，它可以遮擋掉足夠的星光來使自己知道。

但后來他們突然想到，我們從未真正見過帶環(huán)的月亮——這就揭示了它們不能存在。

好吧，如果你是一名天文學(xué)家，手頭有問題和模擬工具，那么只有一件事要做：制作宇宙系統(tǒng)的小模型，并研究當(dāng)它們開始運動時會發(fā)生什么。

現(xiàn)在，有很多原材料可以在太陽系的不同衛(wèi)星周圍形成光環(huán)。有些布滿了彈坑;撞擊過程中噴出的灰塵可能會形成一個環(huán)。其他噴出蒸汽或氣體。所以沒問題。

期待月亮、它的宿主行星，可能還有其他衛(wèi)星可能太強(qiáng)大而無法安定，研究人員使用N 體模擬.

“例如，土衛(wèi)二是土星的一顆衛(wèi)星，具有重要的地質(zhì)活動，它從其南極地區(qū)的間歇泉中噴出水蒸氣、冰顆粒和氣體。而不是在周圍形成一個環(huán)月亮，由于與鄰近衛(wèi)星的強(qiáng)烈相互作用，這種物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到行星的軌道上，為土星的 E 環(huán)提供食物，“Sucerquia 解釋說。

“換句話說，雖然衛(wèi)星產(chǎn)生了部分制造光環(huán)的原材料，但周圍的環(huán)境確保更大的行星保留了它，從而防止了在衛(wèi)星本身周圍形成光環(huán)?！?/p>

迄今為止，NASA 統(tǒng)計293 顆衛(wèi)星圍繞行星運行在我們的太陽系中，其中大部分都伴隨著木星和土星。還有一些衛(wèi)星圍繞矮行星甚至小行星運行。

Sucerquia 和他的團(tuán)隊設(shè)計了他們的模擬來模擬太陽系天體周圍可以發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星，從地球的一顆衛(wèi)星到 Juputer 和 Saturn 的較大衛(wèi)星，經(jīng)過了一百萬年的進(jìn)化。他們想研究這些天體的穩(wěn)定性、它們的引力環(huán)境、可能的環(huán)系統(tǒng)以及它們?nèi)绾坞S時間變化。

結(jié)果完全出乎研究人員的預(yù)期。

“我最初預(yù)計這些環(huán)是完全不穩(wěn)定的，這可以直接回答這個問題。然而，與我們的預(yù)期相反，我們發(fā)現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)在許多情況下都非常穩(wěn)定，“Sucerquia 說。

“事實上，我們之前在之前的一篇論文中已經(jīng)證明，孤立的衛(wèi)星可以有穩(wěn)定的光環(huán)，但我們沒有預(yù)料到，在惡劣的引力環(huán)境中，許多其他衛(wèi)星和行星干擾它們的光環(huán)時，衛(wèi)星仍然會保持穩(wěn)定。當(dāng)我們意識到這些惡劣的環(huán)境并沒有摧毀光環(huán)，而是通過創(chuàng)造類似于土星光環(huán)中觀察到的結(jié)構(gòu)（如間隙和波浪）實際上賦予了它們極大的美麗時，就更令人驚訝了。

太陽系衛(wèi)星上有一些特征表明過去存在光環(huán)。模擬支持以下建議在土星的衛(wèi)星 Rhea 周圍發(fā)現(xiàn)的碎片可能是曾經(jīng)的完整環(huán)系統(tǒng)的最后殘余。土星的衛(wèi)星土衛(wèi)八有一個赤道山脊，可能是墜落到的光環(huán)的殘骸月亮，就像土星環(huán)正在慢慢地落入這顆氣態(tài)巨行星.

這些發(fā)現(xiàn)表明，我們在太陽系中沒有看到月亮環(huán)的原因是因為我們沒有在正確的時間出現(xiàn)在正確的地點。研究人員說，來自太陽的輻射壓力、磁場、內(nèi)部加熱和磁層等離子體都導(dǎo)致了曾經(jīng)存在的任何月球環(huán)的消失。

“我相信我們在這方面可能有些不走運，因為我們在這些結(jié)構(gòu)不再存在的時期開始觀察宇宙。在進(jìn)行這項研究后，我確信這些環(huán)可能在過去存在，“Sucerquia 說。

這有點令人沮喪。但非常有道理。研究表明我們看到土星光環(huán)的唯一原因是因為我們在正確的時間出現(xiàn)在正確的地方。我們只看到我們出于同樣的原因所做的日食;月球正在遠(yuǎn)離地球，隨著時間的推移，它太遠(yuǎn)了，無法完全遮擋太陽。

研究人員認(rèn)為，包括更多參數(shù)（例如輻射壓力和磁場）的進(jìn)一步模擬可以幫助我們更詳細(xì)地了解月亮環(huán)的缺失。Sucerquia 建議，我們還應(yīng)該更仔細(xì)地研究這些衛(wèi)星，尋找過去有光環(huán)的證據(jù)，例如土衛(wèi)八的山脊。

與此同時，他和他的同事們正在擴(kuò)大搜索范圍，尋找可能圍繞外星世界運行的環(huán)狀衛(wèi)星。

“我不禁想知道，其他衛(wèi)星有光環(huán)的世界居民可能會出現(xiàn)哪些神話和故事，”他告訴 ScienceAlert。“如果我們的月亮有光環(huán)，我們自己的故事和文化會有多大不同？可能性是無窮無盡的。

該研究已被接受天文學(xué)與天體物理學(xué)，可在arXiv.

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