土星拥有我们太阳系中最具标志性的行星环，但它并非唯一拥有行星环的行星。本月早些时候从詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 发布的图像让世人一窥木星的行星环，尽管它们比土星的行星环要暗淡得多。直到现在，天文学家们一直对木星为何没有更大的行星环感到困惑，但 7 月 13 日发布的一项新的预印本研究表明，这可能与这颗气态巨行星的卫星有关。
理论上，木星应该拥有巨大的行星环。它是我们太阳系中最大的行星——土星紧随其后位居第二——因此，这颗气态巨行星能够吸引更多的太空碎片来形成更大、更鲜明的行星环是合乎情理的。
“如果木星拥有行星环，它们对我们来说会显得更亮，因为这颗行星比土星近得多，”加州大学河滨分校的天体物理学家、该研究的首席作者斯蒂芬·凯恩在大学新闻稿中说。当木星离地球最近时，天文学家估计它大约有 3.65 亿英里，而土星离地球最近时大约只有 7.46 亿英里。
天王星和海王星也有行星环，以及木星和土星。但只有土星的行星环无需先进的望远镜就能看到。与哈勃等早期望远镜不同，JWST 可以以红外光观察宇宙，这使得更容易看到其他行星不那么壮观的行星环。
研究行星环可以为天文学家提供对行星历史的见解，揭示那里发生了哪些类型的碰撞或事件。土星的巨大行星环横跨 27 个地球的长度。它们由数十亿颗被行星引力吸引并撕裂的彗星、小行星和卫星碎片组成。
如果科学家能够计算出形成行星环的物质的年龄，他们就可以推断出这些太空碎片是否来自附近的卫星或遥远的柯伊伯带天体。了解行星环的起源可以解答一些关于我们的太阳系和宇宙是如何开始的问题。
在当前的研究中，作者使用计算机模型模拟了木星的轨道及其四颗卫星——盖尼米德、卡利斯托、木卫一和欧罗巴的轨道。天体物理学家们还纳入了关于行星环形成所需时间的信息。“我们发现，木星的伽利略卫星（其中一颗是太阳系中最大的卫星）会非常迅速地摧毁任何可能形成的巨大行星环，”凯恩说，他指的是以其发现者伽利略·伽利莱命名的卫星。
由于这些卫星非常大，它们的强大引力会将进入木星轨道的冰物质弹出，而不是将其吸引过来。根据研究结果，研究小组认为木星在过去不太可能拥有巨大的行星环然后又失去了它们，这与他们最初研究开始时的设想相反。
下一步是利用该模拟研究天王星的行星环。他们希望回答的一个问题是，为什么天王星绕太阳运行时是侧身倾斜的。一种可能的解释是，一次巨大的碰撞改变了这颗行星的位置，而行星环可能是撞击留下的残余物。
“对我们天文学家来说，它们就像犯罪现场墙上的血迹，”凯恩说。“当我们观察巨行星的行星环时，它就证明了有什么灾难性的事件导致这些物质在那里。”
