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海王星環

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实线表示环;虚线表示卫星轨道。

海王星环總共包含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号飞船拍攝的。[3]十分微弱，由尘土构成，很像木星环或天王星环，但要比木星环纖細得多。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。他們分別是约翰·戈特弗里德·伽勒、于尔班·勒威耶、威廉·拉塞尔、弗朗索瓦·阿拉戈和约翰·柯西·亚当斯。[3]

海王星环的组成物质非常黑暗，類似於天王星環。[4]环裡的灰塵比例較高[4]，且其光学深度較低，小于0.1。[5]亚当斯环分为五个環弧，又逆時針方向分別被命名为博爱，平等1和平等2，自由，和勇气。[4]弧占据范围狭窄，轨道经度非常稳定。环弧如何保持稳定仍在进行辩论。[6]

发现

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旅行者2号拍得的2帧相片。
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·拉塞尔于1846年首次提及了围绕海王星的环。天文學家在1968年通过恒星掩星首次觀测到天王星环，但是遭到忽视。[3]天王星环直到1977年时才被发现。天王星环发现后不久，维拉诺瓦大学哈罗德学者Reitsema團隊开始寻找围绕海王星环。他们在1981年5月24日觀測海王星的一次掩星，然而没有發現任何环帶。[3]

海王星在1983年9月12日出現另一次掩星，但是地面觀測结果無法确定。旅行者2号在1989年飞越海王星时確認海王星环存在。[3]

最亮的环（亚当斯环和勒威耶环）已经被哈勃太空望远镜和地面望远镜拍摄[7][8]，但昏暗的环仍然远远低于能见度门槛。[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]

特征

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旅行者二号通过提高亮度拍到的海王星的昏暗的环
亚当斯环的环弧（从左至右：博爱，平等，自由） ，还拍到了内侧的勒威耶环

海王星拥有五个不同的环[4]，从内向外依次是：伽勒环、勒威耶环、拉塞爾环、阿拉戈环和亚当斯环。[11]勒威耶环和伽勒环之间也许还存在更暗弱的延伸。[4][6]海王星的另三个环很窄，宽度约100公里或100公里以下[5][6]，与此相反，宽广的伽勒环和拉塞爾环宽度为2000至5000公里。[4]亚当斯环拥有五个明亮的环弧[4]，按逆时针数分别是：博爱、平等1、平等2 、自由和勇气。[6][12]“博爱、平等、自由”是法国大革命的口号。[13]

海王星环包含了大量细小的灰尘：灰尘占环横截面面积的20%和70%。[6]它们类似木星环，灰尘量50-100%，但土星环和天王星环，它们含有的尘埃很少（小于0.1%）。[11][6] 海王星环的粒子是的黑暗物质;可能是冰与有机物的混合物。[11][4]整体而言，海王星环类似于木星环[4]；两个环系统都由微弱、狭隘、广泛的尘埃环组成。[6]

海王星的环和天王星一样，被认为是比较年轻的。[4]這些环的年龄很可能大大地低于它们自己的年龄。[6]另外，像天王星一樣，海王星的环可能是由于一个小卫星碎裂而产生。[4]

伽勒环

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伽勒环是海王星最内侧的环，它大约2000公里宽，距海王星约41,000-43,000公里。[11]这环里的尘埃估计比例为40%-70%。[4][14]

勒威耶环

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勒威耶环的轨道半径约为53,200公里[11]，但它是狭窄的，宽度约113公里[5]，尘埃比例为40%-70%。[6][14]而它是海王星的环里很亮的环。海王星的小卫星海卫五，其轨道半径约为52,526公里，因此能夠发挥自己的作用，成为勒威耶环的牧羊犬卫星。[11]

拉塞尔环

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拉塞爾环是海王星的最宽广的环[6]，其轨道半径约为57,200公里。[11]这是一个微弱的环，尘埃比例约是20%-40%。[14]与勒威耶环和阿拉戈环挨得很紧。[11]

阿拉戈环

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阿拉戈环很窄，很暗，但比拉塞爾环亮多了。[11]然而，许多出版物并没有提及阿拉戈环的存在。[6]

亚当斯环

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外侧的亚当斯环轨道半径约为63,930公里[11]，是最有名的和最值得研究的海王星环。这个环是狭窄的[14]，稍有偏心和倾斜，总宽度约为35公里[5]。环的尘埃比例是在20%-40%。[14]海王星的小卫星海卫六，它的轨道在亚当斯环内，是一个牧羊犬卫星，通过42:43的轨道共振[12]使亚当斯环稳定。[12]

环弧

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亚当斯环最亮的部分是环弧。[3]弧是离散区域内的环，其中的粒子神秘聚集在一起。亚当斯环已知包括五个短弧，博愛、平等1、平等2、自由和勇气，最亮最长的弧是博愛，而最暗的則是勇氣。[15]亚当斯环的弧有些类似土星G环的弧。[16][11]弧的结构相当稳定，但一些变化已经被注意到。[17]自1986年以来，弧的整体亮度下降。勇氣弧向前跃升了294°[18]，而自由弧在2003年几乎已经消失了。博愛和平等（1和2）弧表现出相对亮度的不规则变化。[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
勒威耶环（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] ? ? ? ? ?
亚当斯环（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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