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12章:UN在远征之星途-海王星

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    12章:UN在远征之星途-海王星 (第3/3页)

环之内。第二靠外的海卫七在1981年它掩星的时候被观察到。起初掩星的原因被归结为行星环上的弧,但据1989年“旅行者2号”的观察,才发现是由卫星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之间发现的五个新的形状不规则卫星。由于海王星得名于罗马神话的海神,它的卫星都以低等的海神命名。

    观察

    肉眼看不到海王星,其亮度介乎视星等+和+,比木星的伽利略卫星,矮行星、谷神星和小行星、灶神星、智神星、虹神星、婚神星和韶神星都暗。在天文望远镜或优质的双筒望远镜中,海王星显现为一个小小的蓝色圆盘,看上去与天王星很相似。蓝色来自在于它大气中的甲烷。它在视觉上的细小给研究造成了困难;多数从望远镜中获得的数据是相当有限的,直到出现哈伯太空望远镜和大型地基望远镜与自适应光学技术才获得改观。

    轨道与自转

    海王星的轨道周期(年)大约相当于地球年。自从于1846年被发现至今,它还没有绕轨道转一整圈。海王星将于2011年7月12日回到绕日公转轨道上它被发现时的那个点。由于地球处于其天周期轨道的不同地点,届时我们看到的海王星并不会处在它被发现时在天空中的那个位置。从地球上观察,海王星冲日周期为367天,这些周期使它在2010年4月和7月以及2011年10月和11月接近1846年它被发现时的坐标。在2010年8月20日,海王星将于发现它的1846年中的同一天再度冲日。

    海王星的自转周期(日)大约是小时。由于它的自转轴倾角为28°,与地球(23°)相近,海王星日与地球日时间长度的不同与其漫长的年比起来就算不得什么了。

    太阳系

    行星水星;金星;地球;火星;木星;土星;天王星;海王星

    矮行星谷神星;冥王星;妊神星;鸟神星;阋神星

    卫星月球;火星的卫星;小行星卫星;木星的卫星;土星的卫星

    天王星的卫星;海王星的卫星;冥王星的卫星;阋卫一

    太阳系小天体(小行星)祝融型小行星;阿波希利型小行星;近地小行星;主带小行星

    半人马小行星;海王星外天体

    太阳系小天体(彗星)掠日彗星;周期彗星;无周期彗星

    太阳系小天体(流星体)流星雨;流星;陨石;黄道光;黄道尘

    探索研究

    仅有一艘宇宙飞船旅行者2号于1989年8月25日造访过海王星。几乎我们所知的全部关于海王星的信息来自这次短暂的会面。

    1989年8月25日旅行者2号到达距海王星最近的地点。因为这是旅行者2号飞船所要飞近的最后一个主要行星,也就没有后续轨道限制了,它的轨道非常接近卫星海卫一,正如旅行者1号飞越土星和它的卫星土卫六时所选择的轨道那样。

    这次探测发现了大黑斑,但后来用哈勃太空望远镜观察海王星时发现大黑斑已经经消失。大黑斑起初被认为是一大块云,而据后来推断,它应该是可见云层上的一个孔洞。

    1989年PBS用从“旅行者2号“传回地球的图像作了一个名为NeptuneAllNight的整晚节目。

    旅行者2号还飞向海卫一进行了考察,发现海卫一确是太阳系中惟一一颗沿行星自转方向逆行的大卫星,也是太阳系中最冷的天体。它比原来想像的更亮、更冷和更小,表面温度为-240℃,部分地区被水冰和雪覆盖,时常下雪。上面有3座冰火山,曾喷出过冰冻的甲烷或氮冰微粒,喷射高度有时达32千米。海卫一上可能存在液氮海洋和冰湖,到处都有断层、高山、峡谷和冰川,这表明海卫一上可能发生过类似的地震。海卫一上有一层由氮气组成的稀薄大气层,它的极冠被冻结的氮形成一个耀眼的白色世界。

    相关研究

    1989年8月25日,旅行者2号探测器飞越海王星,这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会,从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌。它发现了海王星的6颗新卫星,使其卫星总数增至8颗;首次发现海王星有5条光环,其中3条暗淡、2条明亮。从旅行者2号拍摄的6000多幅海王星照片中发现,海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区,它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转,每转360°需10天。海王星也有磁场和辐射带,大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定,大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋,跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。海王星上空有一层因阳光照射大气层中的甲烷而形成的烟雾。

    海王星与太阳的平均距离为亿公里,是地球到太阳距离的30倍。海王星接收到太阳的光和热只有地球的19%,于是其表面覆盖着延绵几千公里厚的冰层,外表则围绕着浓密,海王星的直径49500公里,是地球的倍,体积有57个地球那么大,质量只是地球的17倍多,所以其密度也相当小,海王星以每秒公里的速度绕着太阳公转,公转一周需要花上年,自转一周也只要24小时左右。

    海王星的磁场和天王星的一样,位置十分古怪,这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质(大概是水)的运动而造成的。

    组成

    海王星的组成成份与天王星的很相似:各种各样的“冰”和含有15%的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星,它或许有明显的内部地质分层,但在组成成份上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核(质量与地球相仿)。它的大气多半由氢气和氦气组成。还有少量的甲烷。

    大黑斑

    在旅行者2号造访海王星的期间,行星上最明显的特征就属位于南半球的大黑斑(TheGreatDarkSpot)了。黑斑的大小大约是木星上的大红斑的一半(直径的大小与地球相似),海王星上的疾风以300米每秒(700英里每小时)的速度把大黑斑向西吹动。旅行者2号还在南半球发现一个较小的黑斑极一以大约16小时环绕行星一周的速度飞驶的不规则的小团白色烟雾,现在得知是“TheScooter”。它或许是一团从大气层低处上升的羽状物,但它真正的本质还是一个谜。

    然而,1994年哈勃望远镜对海王星的观察显示出大黑斑竟然消失了!它或许就这么消散了,或许暂时被大气层的其他部分所掩盖。几个月后哈勃望远镜在海王星的北半球发现了一个新的黑斑。这表明海王星的大气层变化频繁,这也许是因为云的顶部和底部温度差异的细微变化所引起的。

    风暴

    海王星上的风暴是太阳系类木行星中最强的。考虑到它处于太阳系的外围,所接受的太阳光照比地球上微弱1000倍(仍然非常明亮,视星等-21),这个现象和科学家们的原有的期望不符。曾经普遍认为认为行星离太阳越远,驱动风暴的能量就应该有越少。木星上的风速已达数百千米/小时,而在更加遥远的海王星上,科学家发现风速没有更慢而是更快了(1600千米/小时)。这种明显反常现象的一个可能原因是,如果风暴有足够的能量,将会产生湍流,进而减慢风速(正如在木星上那样)。然而在海王星上,太阳能过于微弱,一旦开始刮风,它们遇到很少的阻碍,从而能保持极高的速度。海王星释放的能量比它从太阳得到的还多,因而这些风暴也可能有着尚未确定的内在能量来源。

    海王星光环

    海王星也有光环。在地球上只能观察到暗淡模糊的圆弧,而非完整的光环。但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构。同天王星和木星一样,海王星的光环十分暗淡,但它们的内部结构仍是未知数。人们已命名了海王星的光环:最外面的是Adams(它包括三段明显的圆弧,今已分别命名为自由Liberty,平等Equality和友爱Fraternity),其次是一个未命名的包有Galatea卫星的弧,然后是Leverrier(它向外延伸的部分叫作Lassell和Arago),最里面暗淡但很宽阔的叫Galle。

    光环数据

    光环距离(千米)宽度(千米)另称

    Diffuse41900151989N3R,Galle

    Inner53200151989N2R,勒威耶

    Plateau5320058001989N4R,Lassell,Arago

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