土星的光环是太阳系中最为壮丽的天体构造之一，构成它的是一系列同心的小环，这些小环在密度和亮度上各具差异。
土星©NASA/JPL/Space Science Institute
它处于赤道面上，极为宽广，水平方向延伸达到282,000公里，但厚度却非常小，有些地方从上到下甚至仅有10米。
尽管肉眼无法看到土星的环，但其主要成分是水冰，因此在土星的映衬下显得十分耀眼，仿佛为土星增添了一道光辉的环带，使土星更加吸引人。
实际上，像土星环那样的行星环在太阳系中是相当常见的，只是其他行星的环并没有土星那么壮丽，木星、海王星和天王星也都被发现拥有行星环。
海王星的光环 © NASA
之所以土星的光环显得格外宏伟，部分原因在于行星的光环可能只是短暂存在的。随着时间的推移，环内的物体会因引力作用而逐渐坠落到行星上，而土星的光环相对年轻，估计只有几亿年的历史。
另外一个原因，也是非常有趣的部分，土星的卫星之一——土卫二地下海洋喷出的水冰是土星E环的物质来源。
土卫二喷涌而出的水冰羽流©NASA/JPL/Space Science Institute
既然行星的环带是临时存在的，那么地球曾经是否拥有过光环呢？
众所周知，火星有两颗较小的自然卫星——火卫一和火卫二，部分天文学家认为这两颗卫星可能是「火星环」的残余。
行星环并不只是气态巨行星的专利，如果条件合适，岩石行星同样可以形成环。在地球的历史上，有一个不太引发争议的环的存在，那就是在月球形成时期。
目前广泛接受的观点是，月球的诞生源于大约45亿年前，一颗与火星相似大小的物体与地球发生了碰撞（这个物体如今通常被称作忒伊亚），最终导致了月球和地球的形成。
这个过程肯定不是一蹴而就的，在撞击瞬间有海量的碎片被抛向太空，这些碎片最初可能会变成地球的光环，只是后面这些碎片要么落入了地球，要么落入了月球。
近期一项研究表明，地球的历史中可能曾多次出现光环，大约在4.66亿年前，地球曾拥有过一次光环，这一光环持续了数千万年，并且与地球过去五亿年中最寒冷的冰期有关！
行星的光环究竟是怎样产生的？
我们之前提到，星体之间的碰撞有可能导致行星环的形成，因为此过程中会产生大量碎片。实际上，已知的大多数现存行星环并不是通过直接碰撞形成的。
目前已观察到的行星环大多数处于洛希极限之内，唯有创神星（来自柯伊伯带的天体）有两个例外——2023年，科学家们在创神星的洛希极限以外发现了这两个环。
洛希极限是指一个天体的自引力与另一个天体施加于它的潮汐力相等时的距离，这个距离会随着行星半径的增大而线性提升。
当两个天体相互靠近且距离小于洛希极限时，较小的天体可能会被撕裂，这是因为在此情况下，较小天体各个部位所受到的力无法被其自身的引力所抵消。
那些撕裂后留下的碎片将会变成围绕较大天体赤道运动的碎片环，这就是行星环产生的原因。
由于这些体积较大的气态巨行星的洛希极限较高，更容易吸引其他天体并将其撕裂，因此它们普遍具有光环。
之所以是在赤道平面上，有许多原因，其中之一就是赤道上有最大的离心力，碎片更容易被甩成环。
©Picasa/维基共享资源
为何会提到4.66亿年前的地球曾经拥有光环呢？
之前我们提到，行星的光环一般是短暂存在的，随着时间的流逝，它们会落到更大的天体上。科学家通过研究地球历史上陨石撞击的情况来推测光环的存在。
大约4.66亿年前，地球上发生了许多陨石撞击事件。科学家之所以确认这一点，是因为许多撞击坑是在地质学上相对短的时间内出现的。
在相同时间段内，欧洲、俄罗斯和中国所发现的石灰岩沉积物中，蕴含着丰富的某种陨石的残骸。
这些陨石残片显示，它们在宇宙辐射中暴露的时间比今天观察到的其他陨石要短得多（这意味着它们可能是在地球上空形成的）。
除了陨石袭击之外，那时候还发生了高频率的海啸——这是从其他杂乱的沉积岩中推测出来的。
研究人员确认了在这一频繁撞击时期产生的21个陨石撞击坑，并对它们的分布进行了分析。
©Anrach艺术
尽管这些陨石坑分布于全球各地，通过研究地球板块历史运动的模型可以发现，这21个陨石坑均位于当时接近赤道的陆地上，且没有一个位于更接近极地的区域。
您可能会好奇，所有的碰撞事件都发生在赤道地区，这意味着什么呢？
这项研究的科研人员评估了当时地球表面适宜保存陨石坑的土地面积，结果发现大约有30%的土地位于赤道附近，而70%的土地则分布在高纬度地区。
陨石撞击地球是一个偶发事件，任何位置遭受撞击的几率都是相同的，宛如我们在月球、火星和水星上所观测到的杂乱无章的陨石坑。
如果这些陨石坑之间没有任何联系，那么它们全部出现在赤道附近的机会非常低。
因此可以推测，当时一颗巨大的小行星在靠近地球时被撕裂，并逐渐在赤道上空形成了一个环带。
接着，在随后的几千万年中，这个环状的小行星碎片如同降雨般落入地球，造成了我们之前提到的陨石坑、沉积物以及海啸的产生。
看到这一点，您是否会觉得仅仅基于这些信息就判断当时存在一个环，有些草率呢？
答案是明确的。
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研究中的科学家们还发现，如果那时的地球有一个光环的话，那么这就能够解答许多当时无法解释的难题。
您或许不清楚，如果地球确实有一个环的话，观察它将会在地球上显得极为宏伟。
地球的环带不会像土星的环主要由水冰构成，因为它距离恒星太近了。即便如此，岩石环也依然会非常耀眼。
©Picasa/维基媒体共享资源
由于处于洛希极限内，因此对于地球上的观察者而言，能够清晰地观看到它。赤道附近的观察者能看到一条明亮的光带横贯整个地平线，而在远离赤道的区域，则能够看见光环在空中延展，显得极为壮观。
赤道上方的地球圈
它在夜晚反射太阳光的能力会比现在的月球更强，而且没有周期性圆缺，因此夜晚的天空会更加明亮。
这一切是有代价的，那就是「地球环」会让地球变得更加寒冷，因为它会严重影响太阳辐射到达地球的量。
大约在4.65亿年前，地球开始迅速降温，到了4.45亿年前，地球进入了赫南特冰河时代，这是过去五亿年中最寒冷的时刻。
目前尚缺乏更多证明说明当时到底发生了什么导致地球突然降温，不过如果那时天空中出现了一个光环，就可以很容易解释这次气温的下降。
