原创 地球如果有一个行星环,会是什么模样?

原标题:地球如果有一个行星环,会是什么模样?

太阳系的八大行星中有4颗行星有光环,其中最漂亮的还属土星。因为土星光环,土星被认为太阳系中最美丽的行星。土星光环的发现最早要追溯至1610年,意大利天文学家伽利略用望远镜发现土星有复杂的光环。后来通过卡西尼号探测器,土星光环包含多个环,主要由无数个形状不一、大小不等的冰块组成,平均宽度大约在18万-24万公里。这些环在太阳光的照耀下,呈现出各种颜色,迷人的同时给人带来了无限遐想。

如果我们的地球也和土星一样有个环,地球上的生命将会有什么不同?人类会有危险吗?

按照目前月球起源的主流说法,月球是几十亿年前由一颗火星大小的行星“Theia”与新生的地球相撞,造成了大量碎片环绕地球,在我们的地球周围形成了一个临时环。不过这些碎片质量巨大逐渐聚集在一起,最后形成了月球。

这里需要了解一个概念——洛希极限(Roche limit)。所谓洛希极限是指一个天体(一般是较小的)被另一个天体的潮汐力作用,小天体被大天体撕碎的一种极限值。简单来说,两个天体可以靠近多远是有限制的,当两个天体之间的距离小于极限值,小天体就会倾向碎散,继而成为大天体的环。

我们的地球和月球的洛希极限约为9500公里。如果月球距离这个极限更近,地球的引力将克服月球的自重。在上述情况下,月球会变得粉碎,在地球周围形成一圈宽约5000公里、厚约9.5公里的环。幸运的是,我们的月球具有足够的质量,可以通过自身的引力将自身保持在一起。

目前尚不清楚土星或其他巨行星是如何得到它们的环的,但是有多种机制可以制造它们,比如数十亿年前形成月球的影响可能就是这样做的。但倘若地球也像土星一样有个行星环的话,那相比土星的“冰环”,地球的星环将由石头做成的。因为我们的地球离太阳太近,无法像土星一样保持冰环。

这是一些艺术家的插图,如果地球上有个像土星一样环,天空应该会是这个样子:

尽管看起来壮观,但它将对我们的生活方式和环境产生巨大影响(我们的月球依然存在):

在北半球的夏季,环的阴影将投影在南半球(这里是冬天),反之亦然。这意味着两个半球的冬天可能会更冷。这些环会阻挡阳光,从而影响植物的光合作用。光合作用的减少,会影响我们的氧气供应。而由环造成的阴影区域中,没有阳光的照射,温度会变得很低,以至于这些区域几乎无法居住。

夜晚会更加明亮,就像目前的月亮一样,光环会在晚上将阳光反射回地球,并在夜空中发光。这些环可能反射出太多的阳光,以至于地球永远不会完全陷入黑暗,而即使在深夜,也仍然处于暮色中。这种情况也将使天文学家探索外太空特别困难,因为无法清晰地看到恒星。

还有,如果夜晚不会这么黑,生命体的感光结构和现实会完全不同,估计不会像现在这么发达,影响捕食和休息习惯等等,那地球生命的演化又会是一条完全不同的道路。

卫星轨道影响较大。虽然环的存在不会干扰距地面600公里的航天飞机,也不会干扰在420公里以上的高空环绕地球运行的国际空间站。但位于地面以上36000 km的同步卫星无法绕赤道轨道飞行,因此需要重新定位。否则,它们会飘走或掉下。

如果这些环在人类出生之前就已经存在,那么我们今天所知道的大多数生命可能就永远不存在,或者会演变成另一种形式。人类本身将有所不同,可能所有人类的宗教、神话、民俗和天文学都可能被改变,科学家也可能会更早地认识到地球是球形的。

……

总而言之,像土星一样的环可能使我们的地球看上去比现在更漂亮,但是考虑到它们所带来的潜在负面影响,没有环比有环更好。实际上,地球确实有一个“环”,而且每年都在增长——太空飞船的残骸、废弃火箭、卫星碎片等,正成为太空中的不定时炸弹。

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