行星环不只是行星的“装饰品”

    “行星环一般指围绕行星旋转的物质构成的环状带，由硅酸盐粒、大块岩石、冰块和冰粒等物质构成。”中国科学技术大学物理学院天文学系博士马潇汉说，“行星环往往出现在质量巨大的行星周围。就太阳系来说，木星、土星、天王星和海王星是太阳系中质量排名前四的4颗行星，也只有它们拥有行星环。”

    行星环是如何形成的呢？要弄清楚这个问题，首先要了解何为洛希极限。

    洛希极限由法国天文学家爱德华·洛希于1850年提出，指一个天体自身的引力与第二个天体造成的潮汐力相等时的距离。“一般来说，当两个天体之间的距离小于洛希极限时，天体就会瓦解崩塌。”马潇汉介绍。

    因为洛希极限的存在，天体之间，尤其是质量较大的天体与质量较小的天体之间往往不能“和平共处”。一旦质量较小的天体进入洛希极限的范围内，就会被质量较大的天体撕成碎片。“行星环的形成与洛希极限密切相关，正因如此，往往是质量较大的行星才拥有稳定的行星环。”马潇汉说。

    马潇汉介绍，目前科学家对于行星环的形成过程主要有3种推测：“其一，小型天体进入大质量行星的洛希极限后，被行星的潮汐力所瓦解，进而成为行星环；其二，位于洛希极限内体积较大的行星星体，由于小型天体的持续撞击而产生的碎片，进而形成行星环；其三，太阳系演化初期残留下来的某些原始物质，因为在洛希极限内绕太阳公转，而无法凝集成卫星，最终形成了某些行星的行星环。”

    行星环壮美非凡，科学家通过观测行星环，可以获得行星的化学组成、形成过程等有用的科学信息。马潇汉表示，“对于前者，我们往往采用光谱分析法，通过分析行星环发射的光线组成，分析这个行星环到底由何种物质组成，其基本的结构是怎么样的等等；而对于后者，则是通过对行星环相对位置、形态等外部信息的研究，探索其围绕行星形成过程的奥秘。”

    （《科技日报》4.18 李诏宇）