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。
nu 环可能在隐藏它的建造者
nu 环提出了不同的问题。尘土飞扬、偏红的环本身并不算特别意外，但提供这些尘埃的岩质天体尚未被识别。这表明源头天体可能相当微小。换句话说，这条环带可能正在暴露一些天文学家尚未直接看到的物质存在。
这让这个系统不仅作为一组环带有趣，也作为一张线索图有价值。如果一条环带指向一颗冰质卫星，而另一条则指向尚未发现的岩质贡献者，那么天王星的外层环境可能比它黯淡的外观所暗示的更为活跃。
一条可能曾受扰动的环
这项研究还发现，nu 环的亮度随时间发生了变化。据称，它的亮度在 2003 年到 2006 年间下降了一半。一种解释是，2003 年之前环带中的一次重大碰撞曾暂时增强了这条结构的亮度。
如果这种判断成立，这将强化这样一个观点：天王星的环系统并不是静态背景景观。它是一个由撞击、尘埃生成以及物质持续损失与更新所塑造的活跃环境。对于一颗常被视为太阳系中较为安静成员的行星来说，这无疑改变了它的整体印象。
为何重要
- mu 环和 nu 环在图像中看起来相似，但成分上似乎并不相同。
- mu 环看起来冰冷而偏蓝，nu 环则显得多尘、偏红且富含 tholins。
- 这项工作提出了关于 Mab、未被看见的来源天体以及天王星系统碰撞历史的新问题。
天王星依然是最不为人所了解的大行星之一。这样的结果说明它仍值得密切关注：即使是最微弱的结构，只要天文学家最终获得足够的数据，也足以颠覆既有假设。
本文根据 New Scientist 的报道编写。阅读原文。
Originally published on newscientist.com