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發(fā)現(xiàn)

威廉·赫歇耳聲稱他曾經(jīng)在1789年看見天王星環(huán)，并指出該環(huán)是紅色的。 但是，人們懷疑赫歇耳發(fā)現(xiàn)天王星環(huán)一事的真確性，全因在隨后的兩個(gè)世紀(jì)沒有一個(gè)觀測(cè)者曾經(jīng)注意到環(huán)的存在。盡管如此，部分天文學(xué)家透過使用凱克天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡觀察，聲稱他們能夠確定了赫歇耳至少發(fā)現(xiàn)了ν環(huán)。

環(huán)確實(shí)的發(fā)現(xiàn)日期是1977年3月10日，其發(fā)現(xiàn)者是使用柯伊伯機(jī)載天文臺(tái)觀測(cè)的 詹姆斯·勒德洛·埃利奧特 （ 英語 ： James L. Elliot ） 、愛德華·W·鄧納姆和 杰西卡·明基 （ 英語 ： D. J. Mink ） 。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是很意外的，他們?cè)镜挠?jì)劃是觀測(cè)天王星掩蔽SAO 158687以研究天王星的大氣層。 然而，當(dāng)他們分析觀測(cè)的資料時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)在行星掩蔽的前后，這顆恒星都曾經(jīng)短暫的消失了五次。他們認(rèn)為，天王星必須有個(gè)環(huán)系統(tǒng)圍繞著行星才能解釋這個(gè)現(xiàn)象。 他們便因此發(fā)現(xiàn)了天王星的5個(gè)環(huán)，并將它們命名為α、β、γ、δ和ε。 稍后，它們又發(fā)現(xiàn)了4道較暗的環(huán)，其中一個(gè)位于β環(huán)和γ環(huán)之間，而其他三個(gè)則位于α環(huán)內(nèi)。 使環(huán)的數(shù)量增加為9圈。位于β環(huán)和γ環(huán)之間的環(huán)被命名為η，而其余三個(gè)環(huán)則被命名為4、5和6。 天王星環(huán)是人類在太陽系中發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)行星環(huán)，僅次于土星環(huán)。

天王星環(huán)于1986年正式被太空船旅行者2號(hào)拍攝。 天文學(xué)家們?cè)谡掌杏终业搅藘蓚€(gè)更薄弱的環(huán)，令到環(huán)的數(shù)量增加為11圈。 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于2003年及2005年先后發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)環(huán)，令到環(huán)的數(shù)量增加為13圈。這些外圈的發(fā)現(xiàn)令到天王星環(huán)系統(tǒng)的半徑增加了一倍。 哈勃還同時(shí)拍攝了兩顆未被發(fā)現(xiàn)的天王星小衛(wèi)星。

一般特性

天王星共有13個(gè)環(huán)。從內(nèi)至外，它們是：1986U2R/ζ、6、5、4、α、β、η、γ、δ、λ、ε、ν和μ。 它們可以被分成三組：9個(gè)為狹窄主環(huán)（6、5、4、α、β、η、γ、δ、ε） ，2個(gè)為多塵環(huán)（1986U2R/ζ、λ） ，以及兩個(gè)為外環(huán)（μ、ν）。 天王星的環(huán)主要是由微粒和塵埃組成 ，例如1986U2R/ζ環(huán)、η環(huán)、δ環(huán)、λ環(huán)、ν環(huán)和μ環(huán)均包含塵埃。 在這些環(huán)之間，可能存在著無數(shù)的薄灰塵環(huán)。 這些微薄環(huán)和塵埃帶可能只是多個(gè)暫時(shí)存在的環(huán)弧。 旅行者2號(hào)是透過正向散射拍攝大部分的灰塵帶。

天王星環(huán)大多是由極暗的物料組成。天王星環(huán)的幾何反照率不會(huì)超過5–6%，而球面反照率更低：低于2%。 當(dāng)環(huán)的相位角趨向零時(shí)，其球面反照率就會(huì)增加。 這意味著他們的反照率其實(shí)還要低得多。 這些環(huán)并不可能像土星環(huán)般，由純冰組成，因?yàn)榧儽M成的環(huán)將會(huì)比天王星內(nèi)衛(wèi)星還要暗。 這顯示天王星環(huán)可能是由冰和深色材料的混合物組成，類似于內(nèi)衛(wèi)星的物料。

外環(huán)系統(tǒng)

  數(shù)位反射下的Mu環(huán)和Nu環(huán)（R/2003 U 1和U 2）

在2005年12月，哈伯太空望遠(yuǎn)鏡偵測(cè)到一對(duì)早先未曾發(fā)現(xiàn)的圓環(huán)，現(xiàn)在稱為外環(huán)系統(tǒng)，使天王星環(huán)已知的數(shù)量增加到13圈。最外面的環(huán)稱為μ環(huán)，是較明亮的η環(huán)距離的兩倍遠(yuǎn)。哈伯同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了兩顆新的小衛(wèi)星，其中的天衛(wèi)二十六還與最外面的μ環(huán)共享軌道，并且被炸出來的表面物質(zhì)可能是環(huán)的原料來源。 在2006年4月，凱克天文臺(tái)公布的新環(huán)影像中，最外環(huán)的一圈是藍(lán)色的，另一圈則是紅色的。

關(guān)于外環(huán)顏色是藍(lán)色的一個(gè)假說是，它由來自天衛(wèi)二十六的細(xì)小冰微粒組成，因此能散射足夠多的藍(lán)光。 天王星的內(nèi)環(huán)看起來是呈灰色的。

起源

天王星環(huán)是相當(dāng)年輕的，在圓環(huán)之間的空隙和混濁度上的差異顯示它們不是與天王星同時(shí)形成的。在環(huán)中的物質(zhì)可能是一次高速的撞擊或是潮汐力扯碎衛(wèi)星一部分形成的碎片。

赫協(xié)爾的觀測(cè)

部分天文學(xué)家認(rèn)為威廉·赫歇耳是首個(gè)發(fā)現(xiàn)天王星環(huán)的人。認(rèn)為威廉·赫歇耳在18世紀(jì)就觀察到天王星環(huán)的理由，首先來自于他的觀測(cè)記錄。該記錄詳述了于1789年2月22日對(duì)天王星的觀測(cè)，并包括以下的段落：“可能有一個(gè)環(huán)”。

赫歇耳在一張小圖上畫出了一個(gè)圓環(huán)，并且注明“有點(diǎn)傾向是紅色”。而夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡則證實(shí)了這樣的描述是真實(shí)的。 赫歇耳的筆記在1797年被皇家學(xué)會(huì)印制出版，但是在1797至1977年將近二個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，天王星環(huán)很少，甚至是根本未曾被提及。這讓部分天文學(xué)家懷疑為什么只有赫歇耳發(fā)現(xiàn)了天王星環(huán)，而之后其他的數(shù)百位天文學(xué)家卻完全沒有發(fā)現(xiàn)。另外，即使赫歇耳給了天王星環(huán)與天王星大小的正確關(guān)系，天王星在太陽附近的移動(dòng)也可能改變了環(huán)和他的顏色。

列表

  天王星的衛(wèi)星和環(huán)概要圖。

這是天王星的行星環(huán)系統(tǒng)摘要總表：

相關(guān)條目

土星環(huán)

海王星環(huán)

木星環(huán)

麗亞環(huán)

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