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海王星環

行星环

海王星環總共包含5個主要的行星環，且它們最早是由天文學家帕特里斯·布歇、萊因霍爾德·哈夫納和讓·曼弗雷德於1984年在智利拉西拉天文台發現的。[1][2]而這些環的第一張照片則是於1989年由旅行者2號飛船拍攝的。[3]十分微弱，由塵土構成，很像木星環或天王星環，但要比木星環纖細得多。這5個環後來分別以對發現海王星作出重大貢獻的5個人命名。他們分別是約翰·戈特弗里德·伽勒、於爾班·勒威耶、威廉·拉塞爾、弗朗索瓦·阿拉戈和約翰·柯西·亞當斯。[3]

實線表示環;虛線表示衛星軌道。

海王星環的組成物質非常黑暗，類似於天王星環。[4]環裡的灰塵比例較高[4]，且其光學深度較低，小於0.1。[5]亞當斯環分為五個環弧，又逆時針方向分別被命名為博愛，平等1和平等2，自由，和勇氣。[4]弧占據範圍狹窄，軌道經度非常穩定。環弧如何保持穩定仍在進行辯論。[6]

發現

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旅行者2號拍得的2幀相片。
 
2022年由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的近紅外相機所拍攝的海王星環。

威廉·拉塞爾於1846年首次提及了圍繞海王星的環。天文學家在1968年通過恆星掩星首次觀測到天王星環，但是遭到忽視。[3]天王星環直到1977年時才被發現。天王星環發現後不久，維拉諾瓦大學哈羅德學者Reitsema團隊開始尋找圍繞海王星環。他們在1981年5月24日觀測海王星的一次掩星，然而沒有發現任何環帶。[3]

海王星在1983年9月12日出現另一次掩星，但是地面觀測結果無法確定。旅行者2號在1989年飛越海王星時確認海王星環存在。[3]

最亮的環（亞當斯環和勒威耶環）已經被哈勃太空望遠鏡和地面望遠鏡拍攝[7][8]，但昏暗的環仍然遠遠低於能見度門檻。[9]2022年，詹姆斯韋伯太空望遠鏡對這些環進行了近紅外相機拍攝，這是自航海者2號探測以來首次觀察海王星環。[10]

特徵

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旅行者二號通過提高亮度拍到的海王星的昏暗的環
 
亞當斯環的環弧（從左至右：博愛，平等，自由） ，還拍到了內側的勒威耶環

海王星擁有五個不同的環[4]，從內向外依次是：伽勒環、勒威耶環、拉塞爾環、阿拉戈環和亞當斯環。[11]勒威耶環和伽勒環之間也許還存在更暗弱的延伸。[4][6]海王星的另三個環很窄，寬度約100公里或100公里以下[5][6]，與此相反，寬廣的伽勒環和拉塞爾環寬度為2000至5000公里。[4]亞當斯環擁有五個明亮的環弧[4]，按逆時針數分別是：博愛、平等1、平等2 、自由和勇氣。[6][12]「博愛、平等、自由」是法國大革命的口號。[13]

海王星環包含了大量細小的灰塵：灰塵占環橫截面面積的20%和70%。[6]它們類似木星環，灰塵量50-100%，但土星環和天王星環，它們含有的塵埃很少（小於0.1%）。[11][6] 海王星環的粒子是的黑暗物質;可能是冰與有機物的混合物。[11][4]整體而言，海王星環類似於木星環[4]；兩個環系統都由微弱、狹隘、廣泛的塵埃環組成。[6]

海王星的環和天王星一樣，被認為是比較年輕的。[4]這些環的年齡很可能大大地低於它們自己的年齡。[6]另外，像天王星一樣，海王星的環可能是由於一個小衛星碎裂而產生。[4]

伽勒環

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伽勒環是海王星最內側的環，它大約2000公里寬，距海王星約41,000-43,000公里。[11]這環里的塵埃估計比例為40%-70%。[4][14]

勒威耶環

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勒威耶環的軌道半徑約為53,200公里[11]，但它是狹窄的，寬度約113公里[5]，塵埃比例為40%-70%。[6][14]而它是海王星的環里很亮的環。海王星的小衛星海衛五，其軌道半徑約為52,526公里，因此能夠發揮自己的作用，成為勒威耶環的牧羊犬衛星。[11]

拉塞爾環

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拉塞爾環是海王星的最寬廣的環[6]，其軌道半徑約為57,200公里。[11]這是一個微弱的環，塵埃比例約是20%-40%。[14]與勒威耶環和阿拉戈環挨得很緊。[11]

阿拉戈環

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阿拉戈環很窄，很暗，但比拉塞爾環亮多了。[11]然而，許多出版物並沒有提及阿拉戈環的存在。[6]

亞當斯環

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外側的亞當斯環軌道半徑約為63,930公里[11]，是最有名的和最值得研究的海王星環。這個環是狹窄的[14]，稍有偏心和傾斜，總寬度約為35公里[5]。環的塵埃比例是在20%-40%。[14]海王星的小衛星海衛六，它的軌道在亞當斯環內，是一個牧羊犬衛星，通過42:43的軌道共振[12]使亞當斯環穩定。[12]

環弧

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亞當斯環最亮的部分是環弧。[3]弧是離散區域內的環，其中的粒子神秘聚集在一起。亞當斯環已知包括五個短弧，博愛、平等1、平等2、自由和勇氣，最亮最長的弧是博愛，而最暗的則是勇氣。[15]亞當斯環的弧有些類似土星G環的弧。[16][11]弧的結構相當穩定，但一些變化已經被注意到。[17]自1986年以來，弧的整體亮度下降。勇氣弧向前躍升了294°[18]，而自由弧在2003年幾乎已經消失了。博愛和平等（1和2）弧表現出相對亮度的不規則變化。[18]

性質

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環 半徑（公里）[11] 寬度（公里） 當量深度（公里）[19] 正常光學厚度[20] 灰塵比例(％)[14] 偏心率 斜度(°) 註釋
伽勒環（N42）[21] 40,900–42,900 2,000 0.15[4] ~ 10−4[4] 40–70 ? ? 廣闊暗淡的環
勒威耶環（N53）[22] 53,200 ± 20 113[5] 0.7 ± 0.2[5] 6.2 ± 1.5 × 10–3[5] 40–70 ? ? 狹窄的環
拉塞爾環[23] 53,200–57,200 4,000 0.4[4] ~ 10−4[4] 20–40 ? ? 拉塞爾環是從阿拉戈環延伸出來的一個薄弱的環
阿拉戈環[24] 57,200 <100[4] ? ? ? ? ?
亞當斯環（N63）[25] 62,932 ± 2 15–50[5] 0.4[4]

1.25–2.15[5]（環弧）

0.011 ± 0.003[5]

0.03–0.09[4]（環弧）

20–40

40–70 （環弧）

4.7 ± 0.2 × 10–4[12] 0.0617 ± 0.0043[12] 有五個明亮的環弧[26]
  • 問號表示參數未知。

相關條目

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參考文獻

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外部連結

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