Re: 哈柏太空望遠鏡發現天王星的新環與新衛星
哈柏太空望遠鏡發現天王星的新環與新衛星
美國航太總署（NASA）哈柏太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST）觀測
到天王星周圍一對新的行星環（rings），並發現兩顆新的小衛星。
哈伯影像下載：
http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/2005/33/images/a/formats/web_print.jpg
這對新環其中較大的一個R/2003 U1，直徑約為另一環R/2003 U2的兩倍。這對
環離天王星相當遠，因此天文學家將之認為是天王星的「第二組行星環系統（
second ring system）」。
至於新發現的2顆衛星Mab（S/2003 U1）與Cupid（S/2003 U2），Mab恰位在其
中一個新環中。根據HST的觀測資料分析結果，顯示天王星較靠內側的衛星的軌
道在過去幾十年間，有相當明顯的改變。HST的這些觀測結果，將有助於天文學
家瞭解行星環系統，甚至是整個行星系統的形成過程。
由於天王星周邊的塵埃會逐漸擴散在太空中，因此必須有物質不斷補充，才能
維持行星環的穩定存在。因此，HST的新發現，顯示天王星有個相當年輕且變化
劇烈的環和衛星系統。天文學家推測：最外側的環R/2003 U1可能由直徑僅20公
里的新衛星Mab補充物質；Mab由HST於2003年發現。當流星體持續撞擊Mab的表面，
使其表面揚起灰塵並進入太空中，這才逐漸於天王星周圍形成一個行星環。Mab
所形成的環，也經由這樣的撞擊事件不斷補充新物質；而環中舊有的塵埃則可能
向外擴散在太空中，或是再度落回Mab的表面。
SETI研究所Mark Showalter與NASA的Ames研究中心Jack Lissauer兩人從1994年
開始便持續監測天王星內側衛星的軌道變化。從早期的HST與航海家號太空船（
Voyager ）觀測資料，他們發現天王星內側衛星似乎經常交換彼此的能量與角動
量（angular momentum），整個過程相當隨機且混亂。根據Lissauer的電腦模擬
結果，天王星內側衛星約每隔數百萬年便會開始相互碰撞，與天王星（或說太陽
系）45億年的歷史相較之下，這樣的撞擊頻率算是相當頻繁的。至於新發現的第
二顆衛星Cupid，可能是整個天王星衛星系統中，軌道最不穩定的衛星。它位在
離天衛十四（Belinda）約800公里遠處，比Mab還靠近天王星。
Lissauer等人相信：新發現的第二個天王星環R/2003 U2，可能可以提供更多
關於撞擊對於整個天王星衛星系統演化的影響的相關資訊。因為個環中不像
R/2003 U1一樣，有可以看得到衛星可補充塵埃物質，換句話說，補充 2003U2環
的天體必定很小，可能是由直徑僅數十公分到數十公尺大的小天體形成的帶狀構
造，而這些小天體又可能是某顆較大的衛星在某次撞擊後破裂的碎屑。
Lissauer等人是在HST於2004年8月所拍攝的一系列80幅、每幅曝光4分鐘的影
像中發現這些新環。他們後來又在HST於2003年8月觀測的24幅影像中，確認新環
的存在。而在2005年9月最新的觀測資料中，新環更加清晰可見。Lissauer還在
1986年航海家2號飛掠天王星時所拍攝的近100照片中發現這些很暗的環。
http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/2005/33/images/e/formats/web.jpg
天王星環系統與衛星系
天王星原本已知的9個環，是於1977年進行天王星大氣層觀測的過程中發現的。
而在航海家飛掠的資料影像中，又在這9個環的內側發現2個新環以及10顆新衛星。
不過，將近30年的時間裡，居然都沒有人發現2003 U1和U2這兩個環，可能是因
為它們實在是太暗，而且離天王星太遠的關係。由於這兩個新環幾近透明，因此
當還的側面朝向地球時，會比較容易觀測到；尤其是當天王星通過它的分點、太
陽直射它的赤道時，這兩個環的亮度將會最亮。這個機會將在2007年來臨，屆時
所有的環將會側面朝向地球，是天文學家研究它們的最佳時機。
參考資料：
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2005/33/
2005.12.22
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