来自 十大可靠时时彩平台 2019-10-09 18:55 的文章
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世界科学和技术全景百卷书: 天王星小档案

海王星是太阳系八大行星中,距离太阳最远的一颗行星,海王星距离太阳大约45亿千米,大约是地球距离太阳距离的30倍,所以海王星是一颗温度很低的行星,其表面温度大约为-214℃。海王星也是太阳系体积第四大,质量第三大的行星,是一颗气态行星。

  颠倒的行星世界

在太阳系的八大行星中,距离太阳第七远的行星“天王星”是十分有个性的一颗行星,因为天王星是八大行星中唯一一颗“躺着”公转的行星,天王星也有行星环,只不过比土星的要逊色许多。天王星也有不少的卫星,截止目前已知的天王星卫星有27颗,其中有五颗主要的卫星都进入了太阳系前二十大卫星行列。

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  天王星是在土星外面绕太阳公转的,84.01个地球年公转1周。天王星自转方式非常奇特,就像一个耍赖的小孩,躺在地上打滚似的。天王星横躺在轨道上一边打着滚,一边绕太阳转圈。天王星如此运动的结果是天王星上的春秋两季,有着快速的昼和夜的交替,约每隔16.8小时太阳就升起一次。而冬夏两季和春秋两季则截然不同,当天王星的南半球对着太阳时,南半球处于夏季,这时期的太阳总是在南半球上空转圈子,永不下落。整个夏季南半球始终是白昼。这时背向太阳的北半球则处于冬季,整个冬季要度过长达21个地球年的漫长黑夜,难怪有人把天王星称作为“一个颠倒的行星世界”。

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海卫八“普罗秋斯”

  天王星的卫星

天卫五“米兰达”

由于海王星距离地球过于遥远,所以海王星的卫星被我们人类发现的时间都比较晚,目前人类总共发现了海王星的14颗卫星。海王星卫星中,个头最大的卫星是在1846年发现的“海卫一”,直径为2705千米,也是太阳系第七大卫星。除了海卫一之外,海王星的其他卫星个头都比较小,直径都没有超过500千米。

  在1977年之前,我们只知道天王星有5颗卫星,这5颗卫星几乎都在接近天王星的赤道面上,绕天王星转动。因为天王星的自转轴倾斜为98°角,这5颗卫星都成了逆行卫星。其中,天卫三和天卫四较大,直径分别为1000千米和1630千米,其余三颗比较小,最小的天卫五是1948年美国天文学家柯伊伯发现的,直径为484千米。天卫五的地形复杂,有高达24千米的山峰,坑坑凹凹的洞和数条线状的沟,它的成因迄今依然还是个谜。

天王星最大的五颗卫星,由大到小分别是天卫三,直径1577千米,是太阳系第八大卫星;天卫四,直径1523千米,是太阳系第九大卫星;天卫二,直径1169千米,是太阳系第十三大卫星;天卫一,直径1158千米,是太阳系第十四大卫星;天卫五,直径472千米,是太阳系第十八大卫星。

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  1986年旅行者2号探测器造访了这颗行星,发现了10颗新卫星,使它的卫星数目增加了2倍,共计15颗,新发现的卫星都很靠近天王星,但都比较小,直径多在20~100千米之间。最大的一颗直径为160千米,此卫星被称为1985UI。只有这颗卫星是旅行者2号在飞往天王星的旅途中发现的。

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太阳系卫星家族

  天王星的面目才稍稍揭开,还会不断有新的疑谜产生。要想更深地了解谜一样的天王星,还要靠天文学家们的长期不懈的努力。

太阳系卫星家族

海王星的第二颗卫星是在1949年发现的,在此后的几十年中,由于距离过于遥远,人类观测技术有限,在地球上的望远镜都没有再发现海王星的卫星。直到1977年,人类发射了旅行者2号空间探测器,旅行者2号是飞往太阳系外的空间探测器,在此过程中陆续探索了土星、天王星和海王星。

  意外的发现

在天王星的五大卫星中,天卫五的个头是最小的,也是最晚被发现的一颗卫星,天卫三和天卫四是在1787年发现的,天卫二和天卫一是在1851年发现的,而天卫五是在1948年才被我们人类发现的。天卫五的另外一个名字是“米兰达”,来自莎士比亚歌剧作品《暴风雨》中,魔术师的一个女儿的名字,至于, 天卫五的名字命名是根据发现顺序先后来排序的。

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  土星有美丽而奇特的光环早已是众所周知的事了,光环似乎成了土星的

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旅行者2号在飞行了12年之后,终于在1989年抵达了海王星附近,并成功的发现了海王星的多颗卫星,包括海卫三、海卫四、海卫五、海卫六、海卫七和海卫八等6颗卫星。其中,海卫八是海王星第二大卫星,直径约为420千米,也是太阳系第十九大卫星。当然,说海卫八的直径是不够准确的,因为由于海卫八个头太小,其形态并不是球体,而是不规则形态,不过海卫八是不规则星体的极限,也就是说如果海卫八再大一些,就能够形成球形了。

  “专利”。直到本世纪70年代才打破了这种垄断现象。

天王星的五颗大卫星

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  1977年3月10日,在一次天王星掩恒星的天象观测中,天王星在天空缓慢移动,从天秤座中一颗编号为SAO158687号的暗恒星后面经过,出现了罕见的掩星天象。中国、美国、澳大利亚、印度和南非的天文台都抓住这难得遇到的机会进行观测。掩星前出现5次和掩星后出现5次忽暗忽亮现象。经过天文学家们的分析,确认天王星也有光环,是9条细环,宽度约10万千米。

天卫五的公转轨道大约距离天王星表面13万千米,是天王星卫星中距离第十一远的卫星。天卫五是一颗被天王星“潮汐锁定”的卫星,自转和公转周期相同,就像我们的月球一样,自转和公转周期都是27.3天,不过天卫五自转和公转的周期比月球要快的多,仅为1.4天时间,在一年时间内,天卫五可以绕天王星公转250多圈。

海王星的卫星

  1986年1月24日旅行者2号探测器以每小时72000千米的速度飞掠天王星时,又发现了天王星的11个环,纠正了9个环的认识。天王星共有20个环,不同的环有不同的颜色,给这颗遥远的行星增添了新的光彩。

天卫五米兰达地表展开图

海卫八的运行轨道距离海王星大约为11.8万千米,大约是月球到地球距离的三分之一多,是海王星“内卫星”(包括海卫三至海卫八等6颗卫星)中个头最大的卫星。海卫八的反射率仅为6%,也就是只有6%的太阳辐射会被海卫八反射回来,所以海卫八是太阳系内最暗的天体之一,海卫八的视星等只有20.3,所以在地球上几乎很难发现海卫八。

  海王星也具有辐射带,还有类似于在地球南北极出现的极光。隔 16小时3分至16小时5分发生一次,说明海王星也有磁场。海王星磁场与其自转轴之间的倾角约为50°,其磁层中主要是由氢离子,氦离子和氨离子构成。

天卫五米兰达的表面主要是由硅酸盐岩石和碎冰来组成,由于距离太阳十分遥远,天卫五表面温度极低,低于零下200℃以下,是一个极度寒冷的世界。天卫五个头虽小,但是表面地形也十分复杂,有众多的山地和峡谷,以及大量巨大的沟槽结构,有高达6千米的悬崖,深达16千米,宽度为20千米的峡谷,这一切可能都源于天卫五曾经强烈的地质活动。

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  笔尖上的发现

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海王星和旅行者2号

  自从1781年天王星被发现以后,人们发现天王星老是不守“规矩”,在绕太阳转圈的轨道上总是东摇西晃的,使众多的天文学家们感到困惑不解:或许在天王星的外侧还有1颗大行星,由于它的存在,造成天王星的行动异常! 19世纪,许多天文学家们致力于搜索这颗“天外行星”的热门工作。

旅行者2号拍摄的天卫五

海卫八是一颗被海王星“潮汐锁定”的卫星,海卫八的自转周期和公转周期相同。由于海卫八个头很小,距离地球又十分遥远,所以目前人类对其研究十分有限,主要的信息都来自旅行者2号的数据。通过观测,海卫八应该是由硅酸盐类岩石和冰等物质组成的,表面分布有大量陨石坑。关于海卫八的形成原因,有可能是来自于海王星最大卫星海卫一的碎片。

  当时有两位青年——英国亚当斯和法国勒威耶在互不知晓的情况下,分别进行了整整2年的计算工作,1845年亚当斯先算出“天外行星”的轨道,但是,格林尼治天文台却把他的论文束之高阁,错过了首先找到新星的良机。1846年9月18日,勒威耶把计算结果寄到了柏林,却受到了重视。柏林天文台的伽勒不失时机地搜索这颗“天外行星”,最终在勒威耶指点的位置附近发现了这颗新行星,这就是太阳系家族的第八颗大行星——海王星。

因为距离太遥远,人类对于天卫五米兰达的探索是十分有限的,除了天文望远镜之外,人类目前唯一探访过天卫五的探测器就是“旅行者2号”。1977年发射的旅行者2号,在1986年1月途径天王星,与天卫五有过短暂的近距离观测,拍摄了一些影像,除此之外,目前人类并没有再次探索天卫五的计划。

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  笔尖下发现的海王星,使太阳系的疆域又一次向外推移,达到了45亿公里之遥,同时,为哥白尼学说和牛顿力学提供了最好的佐证,成为科学史上一段脍炙人口的佳话。

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旅行者2号拍摄的海王星和海卫一

  海王星

旅行者1号和2号探索轨迹图

  在大型天文望远镜里的海王星,呈现出淡蓝色的圆面,人们自然而然地联想到蔚蓝色的大海,于是,西方人用罗马神话中的大海之神——尼普顿的名字来称呼它,中文译为海王星。

  天王星的兄弟

  海王星绕太阳运转的轨道半径为45亿千米,是地球距离太阳的30倍,公转一周需要165年。从1846年发现到今天,海王星还没走完一个全程。

  海王星的直径是49400千米,和天王星类似,质量比天王星略大一些。因此海王星的内部结构与天王星极为相近,所以说是天王星的孪生兄弟。

  海王星表面也有厚厚的大气层包围着,大气中含有氢、甲烷和氨等气体。由于海王星离太阳遥远,表面有效温度为-230℃,但在红外波段,海王星的辐射能量超过它所吸收的太阳能量,这表明海王星也可能存在内部局部能源。从1989年8月“旅行者2号”考察海王星时发回的照片上发现,海王星上面有一个大鹅卵形黑斑,二个暗斑和三个亮斑。黑斑的直径约为1.28万公里,看上去像一只大眼睛,大约每10天逆时针旋转一周。这个大黑斑实际上是一个气旋,它是海王星大气的高压区,在它上面约50公里处有一些像卷云般的云朵。分析表明,在海王星大气中含有高浓度的甲烷和氢硫化物。

  天王星和海王星的内部结构既不像类地行星富含硅、铁,又不像巨行星那样富含氢、氦,它们基本上是由水、甲烷、氨等氢化物构成;而硅酸盐、铁、氢和氦只是次要成分。这就是说,虽然天王星和海王星也像巨行星那样是液态行星,但它们的化学成分已不是原始星云物质。

  现在认为天王星和海王星的大气中氢仍是主要成分,其内部结构分为三层:富氢的大气层,其质量为1~2地球质量;由甲烷、氨和水构成的液态幔,其质量约为地球质量的10倍;岩—冰核,其质量约为地球质量的3倍。

  根据地面观测,天王星和海王星也有磁层。为此,“旅行者2号”的探测项目中设置了对天王星、海王星磁层的探测项目。“旅行者2号”在到达天王星最近距离点之前,就探测出天王星发出的射电信号和带电粒子流。经测定,天王星也有磁层结构,其磁层中主要是由质子和电子构成的等离子体。磁层在朝向太阳的一面至少延伸到59万公里的高度,其磁尾延伸到600万公里。天王星也有与地球范艾伦带类似的辐射带。

  1989年8月24日,“旅行者”2号抵达海王星近区,对海王星进行多方面的探测。观测资料向我们展示了海王星的“画卷”。海王星是一颗蓝绿色的行星,大气层内十分活跃,各层的云都在高速流动,风暴层出不穷。在大气层中存在两个暗斑和3个亮斑。其中一个大暗斑在东西方向上达12000公里,南北方向上达8000公里,位于海王星南半球南纬21°,与木星大红斑一样,是沿逆时针方向运动的气团。大黑斑的南部还伴有明亮的白斑。“旅行者”2号还新发现海王星有6颗卫星,使海王星卫星总数达到8颗。发现海王星有5条光环。迄今为止,木星、土星、天王星和海王星都具有光环。它们同属类木行星。这给关于太阳系起源和演化的研究注入了新的活力。

  探索海王星

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