火星的星环去那了？

前几天我们一直在谈土星和它的星环。卡西尼号也曾经对其进行了穿越。但我们都知道火星没有环。其它行星也没有环。那为什么这些行星没有环呢？科学家告诉我们其实火星有环，只是后来消失了。下图就是火星星环的模拟图片。

题图：火星环的艺术想象图（来源：Tushar Mittal）

　　行星环：一些行星周围存在有大量细碎的物质块与颗粒汇集成环的形状，环绕着行星，这就是行星环，它们像无数卫星的天然卫星一样，集体绕着行星运转，并保持环的形状。

　　洛希极限：当一个天体围绕另一个天体运动时，与后者中心的距离小到足以被后者撕碎时，这个距离就被称为洛希极限。18世纪中叶，法国天文学家洛希首先研究了这个问题，因此以洛希来命名这个极限。有些理论认为，当一个卫星进入行星的洛希极限后，就会被撕碎为行星环。

　　太阳系中以环而驰名的星球是土星，木星、天王星与海王星也有环，这四个行星都是太阳系中的气态巨行星。太阳系中另外四个大行星（水星、金星、地球、火星）都是固态行星，它们都没有环。

　　不过，如果有人告诉你火星以前也有环，你可能会大吃一惊；如果有人告诉你火星的环在过去几十亿年多次变为卫星又变为环，现在的卫星火卫一（Phobos）与火卫二（Deimos）在将来还会变为环，你会更加惊奇。

　　那么，凭什么说火星以前也有环呢？这个环怎么来的？它是如何与卫星实现互相转变的？故事要先从火星现在的两颗卫星说起。

　　火星的两个卫星

　　火星的两个卫星都很小，且形状不规则。火卫一的平均半径只有11.3千米，质量是月球的1000万分之一。火卫一的轨道半径（精确说，是半长轴）为9376千米，是火星半径的2.76倍。

　　火卫二更小，其与三环内的北京城差不多大。平均半径只有6.2千米，质量仅为火卫一的七分之一。火卫二的轨道半径为23463千米，是火星半径的6.92倍。

图1。 火卫一（左）与火卫二（右）的近距离图像（来源： NASA/JPL-Caltech/University of Arizona）。