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TUhjnbcbe - 2023/4/3 20:35:00

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海王星通常被称“气体巨人”,近年来又被成为“冰巨人”。天王星的“表面”实际上只是巨大的云层的顶部,覆盖着一层甲烷烟雾。而内部是一个微小的岩石核心,大部分由铁和一些硅酸盐岩石混合而成。海王星有四季,至少有27天然卫星。

由于主要由氢气和氦气构成,海王星通常被成为“气体巨星”。但是在近几十年来,由于它大气层和地幔层中有大量的冰,天文学家们开始称呼它为“冰巨星”。

这个遥远的世界自年被威廉姆·赫歇尔(WilliamHerschel)发现以来就一直是个谜。人们跟这个星球取过很多个名字,其中也包括以其发现者“赫歇尔”命名。最终,选择命名为天王星(其发音为YOU-ruh-nuss)。这个名字实际上来自古希腊天神乌拉诺斯,他是最伟大的众神之父宙斯的祖父。

在年“旅行者2号”宇宙飞船飞过之前,这颗星球一直都从未被探索过。这一任务让每个人都大开了眼界,意识到这个巨大的气体世界是一个多么复杂地方。

从地球眺望天王星

与木星和土星不同,天王星很难直接用肉眼观测到。它最好的观测方法是使用望远镜,但即使这样,观测过程也并不是很有趣。然而,行星的观测者们是真的热爱探索它,一个好的桌面天文馆程序或一个天文学应用程序便可以为你指明方向。

从数据介绍海王星

天王星离太阳非常遥远,沿着大约25亿公里的轨道运行。由于距离太远,绕太阳一周需要84年。它移动的如此之慢,以至于像赫歇尔这样的天文学家也不确定它是否是太阳系的天体,因为它看起来就像是一颗静止不动的恒星。然而,经过一段时间的观察后,他最终得出了结论:它是一颗彗星,因为它确实是在移动的,而且看上去有些模糊。后来的观测表明,天王星的的确确是一颗行星。

虽然天王星主要是由气体和冰组成的,但是由于其绝对多的数量使其质量相当大:大约是地球的14.5倍。它是太阳系中第三大行星,赤道周长有,千米。

天王星外部观测

天王星的表面实际上只是巨大云朵的顶部,覆盖着甲烷烟雾。这里天气极度寒冷,温度低至47K(相当于-C),是太阳系中大气最冷的地方。同时,它也是风力最强的地区之一,剧烈的大气运动形成了巨大的风暴。

虽然这里没有任何明显可见的大气运动痕迹,但是天王星是的确有着季节和天气的。然而这里的季节和天气又和其他地方的不太一样。他们的变化周期更长,天文学家们已经观测到了星球周围云结构上的变化,特别是极地地区的。

为什么天王星的季节不同呢?这是因为天王星总是倾倒着围绕太阳旋转。它的自转轴倾斜了97度多。一年中会有一段时间,极地地区被太阳直射而加热,而赤道地区却被忽略。而在天王星历一年的其他时间,两极是被忽略的,而赤道会更多的接受太阳的直射。

这种奇怪的现象表明,在遥远的过去,天王星发生过非常糟糕的事情。对于这种两极翻转的现象,最有可能的解释就是它在数百万年前与另一颗星球发生过灾难性的碰撞。

天王星内部景观

就像它的其他气态巨星邻居们一样,天王星也是由很多层气体组成的。最上面的一层主要是甲烷和冰,而大气的主要部分主要是氢和氦以及一些甲烷和冰。

外层大气和云掩盖了地幔。地幔主要由水、氨和甲烷组成,其中大部分的物质都是以冰的形式存在。它们包裹着一个微小的岩石核心,主要由铁和一些硅酸盐组成。

天王星及其行星环和卫星

天王星被一个行星环系统围绕着,由非常暗淡的黑暗粒状物构成。它们很难被发现,直到年它们才被所知。研究行星的科学家们使用了一种名叫柯伊伯(Kuiper)机载天文台的高海拔天文台,配备一架专门的望远镜来研究这颗行星的外层大气。这些行星环是一次幸运的发现,有关它们的数据对计划在年发射“旅行者”孪生宇宙飞船的研究者们提供了很大帮助。

这些行星环是由大块的冰和少量的尘埃组成的,它们很有可能曾经是一个以前存在的卫星的一部分。很久以前可能发生了一次事件,而这次事件很有可能就是一次碰撞。而这些行星环的粒子就是卫星留下来的碎片。

天王星至少拥有27颗天然卫星。这些卫星有的在环星系内运行,有的则在更远的地方。其中从最大的算起依次是爱丽儿、米兰达、奥博伦、泰坦尼亚和翁布塞尔。它们都是以威廉·莎士比亚和亚历山大·蒲白剧作中的人物命名的。有趣的是,如果这些小星球没有环绕天王星运行,那它们就很有可能成为矮行星。

天王星的探索

当行星科学家们继续从地面或使用哈勃太空望远镜研究天王星的时,“旅行者2号”飞船拍摄出了天王星到目前为止最清晰、最详细的图像。飞船于年1月飞过,接着飞往海王星。观测人员们用哈勃望远镜研究大气的变化,也观测到星球两极的极光现象。目前,还暂时没有进一步的任务计划,但是在未来的某一天,也许会有一个探测器进入这个遥远星球的轨道。让科学家们有机会长期研究它的大气层、行星带和卫星。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate:幺幺

author:JohnP.Millis,Ph.D

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