這部電影，也就看看行星環吧

2019年底國內引進了由布拉德·皮特主演的科幻影片《星際探索》，這是一部典型的上映前大吹特吹讓人寄予厚望上映後惡評如潮一片罵聲的不靠譜之作。不知道哪僱的媒體一開始就盛讚“衝破天際從外太空反觀地球，蔚藍星球大美壯哉；月球是極簡的灰白，可隕石坑和空中都有白沙的飄逸與浪漫；火星色調濃烈，如血熾烈，狂野魅惑；海王星則藍到極致，如海似幻，是一部必須去大銀幕觀看的星際史詩”，看完後才知道這段說的真沒錯，除了這四個場景，影片的人物、情節、科幻元素全都混亂不堪，讓人連評論的衝動都沒有，唯一有點神秘、養眼且還算貼近現實的，可能也就片尾結局場景裡的藍色海王星環了。

海王星 圖自網路

太陽系裡擁有行星環的除了我們耳熟能詳的土星之外，還有木星、天王星、海王星三顆。土星環由於它大部分時間和太陽光照方向有一定的夾角，反射陽光的能力強，因此成了1610年伽利略發明天文望遠鏡以來被人類觀測到的第一個行星環，也是人類觀察瞭解得最為清楚的一個行星環。

土星環主要由冰構成，最寬處達到四十多萬公里，從寬度上說，地球和它比起來就像一隻皮球滾在人行道上，非常寬敞。但土星環的厚度卻十分纖薄，平均只有幾十米，從比例上來說它比一張紙還要薄得多。由於土星和地球一樣自轉軸是傾斜於公轉軌道面的，而土星環位於在赤道附近，這也導致在一個土星公轉週期內土星環的姿態有著週期性的變化。地球上我們觀察它的時候會發現它像個轉動的草帽一樣忽俯忽仰，當它的環面和陽光平行的時候，我們就看不見它了。

土星 圖自豆瓣

隨著天文望遠鏡觀測能力的提升，人們逐漸發現土星環並不是完整一塊，而是分成了許多個同心圓環，1657年天文學家卡西尼發現了土星外環的最大裂縫，這道裂縫也因此被命名為卡西尼環縫，再後來，內圈更細微的恩克環縫與基勒環縫等都被陸續發現，時至今日，土星環已經有了七道同心圓環，每道環分別以字母A到G命名。

比起天文望遠鏡中壯麗奇瑰的土星環，其餘三個行星環由於反射陽光能力極弱，其發現過程可謂艱難備至。普通望遠鏡沒法直接看到其他行星環，只能依賴於行星際的空間探測器。1974年，先驅者11號探測器經過木星時在木星附近觀測到了高能帶電粒子的吸收特徵，有人猜測可能是塵埃環，但並沒有證據。1979年旅行者1號經過木星，拍下了亮度十分暗淡的木星環照片，這才證實了木星環的存在。木星環總寬度約五六萬公里，厚度則同樣纖薄，平均只有三十公里。木星環亮暗不一，但因為其組成主要是黑色碎石或極為稀薄的塵雲，不是土星環那種冰塊，因此哪怕陽光直射，其最亮部分的反光能力也極弱，一般的天文望遠鏡都瞧它不著。

木星 圖自豆瓣

天王星環倒是發現得比木星環要早。1977年人們觀測到一次天王星的掩星現象，被掩的暗星出現了有規律的閃爍，天文學家意識到這種閃爍是天王星外圍的塵埃帶引起的，由此確定了天王星環的存在。第二年，人們用大口徑望遠鏡在紅外波段才拍到了天王星環的模糊照片。之後的幾年裡，天文學家從天王星環中總共觀察到了九道細環。1986年，旅行者2號探測器經過天王星，近距離拍下了天王星環的照片，也使得環數增加到了十一條。這些環大部分相當細，寬度從十幾公里到幾十公里不等，更加難以反射陽光。

天王星 圖自網路

木星、土星和天王星都是類木行星並且都有行星環，於是天文學家猜想，同樣是類木行星的海王星是否也逃不脫這個圈子？1989年，旅行者2號探測器掠過海王星，確認了這個非常黑暗的海王星環的存在。或許因為它離地球最遠最看不清的緣故，所以《星際探索》中的那場穿越行星環的重頭戲才被安排在這裡。宇航員主角利用一扇破艙門當作自己的護身盾牌，藉助螺旋槳旋轉的離心力將自己甩向海王星環。星環中無數的塵埃顆粒閃著藍幽幽的光點，它們劈里啪啦擊打在前行的艙門盾牌上，濺出朵朵火花。雖然太空中沒有動力的宇航員光靠一甩很難對準自己的目的地，但顯然主角光環的亮度蓋過了海王星環，該宇航員不僅順利穿過了薄薄的海王星環不說，還直接回到了停在環的另一面的自己的飛船上，成功逃生。

穿越海王星星環 圖自豆瓣

包括海王星環在內的一眾行星環是怎樣形成的？探討這個原因之前，首先要介紹一下“洛希極限”這個概念：“洛希極限”是一個天體自身的引力與第二個天體造成的潮汐力相等時的距離，它以首次精確計算這個距離的法國天文學家愛德華·洛希命名。如果兩個天體之間小於這個距離，較小的那個天體就可能被潮汐力撕碎，碎塊則可能在天體繞行的軌道上散開，形成散碎的環。

目前天文學家針對行星環提出了三種形成的可能，均和洛希極限有關。一是塵埃在形成行星的過程中，那些小於洛希極限的塵埃無法凝聚成大顆衛星於是就形成了行星環，二是形成的大顆衛星進入行星的洛希極限後被撕裂拋灑形成行星環，三是形成的大顆衛星被外界撞擊進入洛希極限後碎成塊再散成行星環，簡而言之就是“本來就在那兒”、“後來才在那兒”、“被人撞到那兒”三種。另外，也不是任何行星都能擁有行星環，首先離太陽太近導致太熱的不行，周邊的冰塊或塵埃容易被太陽風給幹掉；其次體積太小的不行，洛希極限的範圍太窄，引力沒法伸出足夠長的手臂控制周圍的行星環。因此從水星到火星，包括地球在內，這四顆類地行星沒有一個是有環的。

無獨有偶，除太陽系的類木行星之外，天文學家也發現了太陽系外存在著同樣擁有環的行星。譬如位於半人馬座、離地球約420光年的巨行星J1407b，它周圍有著直徑達1。2億公里的巨大行星環，約是土星環的200倍。尺寸如此巨大的行星環如果出現在土星身上，那它在我們地球上的夜空中將佔據超過滿月大小的位置，這視覺效果光想想就夠震撼的。

作者：劉嘯