两条黯淡的环带,两段截然不同的故事

天王星最外层的环带似乎远没有天文学家曾经设想的那样相似。根据 New Scientist 对新研究的报道,近二十年的数据观测显示,这颗行星的 mu 环和 nu 环在成分上有显著差异,这也引出了关于被认为为它们补给物质的小卫星和微小卫星的新问题。

这项发现来自由加州大学伯克利分校的 Imke de Pater 领导的团队,他们结合了夏威夷凯克望远镜、哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦布太空望远镜的观测数据。如此长时间的观测基线很重要,因为天王星的外环极其微弱,距离又太远,难以进行细致研究。

一条冰蓝色的环,一条尘土飞扬的红色环

最引人注目的结果是两条环带之间的反差。最外侧的 mu 环呈现出明显的蓝色。其反射光表明,它由细小的冰粒组成。nu 环则呈红色,看起来富含尘埃,以及被称为 tholins 的相对复杂的有机分子。

对于同一遥远行星系统中的两条环带来说,这种差异相当显著。它们与其说是同一主题的不同变体,不如说记录了不同的物质来源机制、不同的母体,或不同的碰撞与补给历史。

Mab 成为关键谜团

mu 环最可能的来源,是一颗名为 Mab 的天王星小卫星。如果这条环带确实主要由来自那里的冰粒构成,那么这意味着 Mab 更像冰质,而非像附近卫星那样偏岩质。仅这一点就会让它成为一个耐人寻味的异常对象。

但更大的谜团不仅在于成分,而在于过程。研究人员尚不清楚这些微小冰粒究竟是如何从 Mab 上脱离,并扩散成环带的。一种可能的解释是,微流星体撞击月表,将冻结物质喷射到周围空间。

New Scientist 指出,这与土星的 E 环有一个诱人的类比,后者由土卫二 Enceladus 的物质供给。不过类比很快就遇到了限制。Enceladus 以羽流闻名,而 Mab 直径只有约 12 公里。未参与这项研究的 Southwest Research Institute 的 Tracy Becker 表示,即使这个类比依然令人兴奋,但在这样一颗微小的卫星上,并不认为喷发羽流是合理的解释。