科學微講堂,有深度的天文學:遙遠的海王星!

2021-01-09 科學奧秘檔案館

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海王星是太陽系八顆恆星之中距離太陽最遙遠的一顆行星(約為44.96億公裡),同時也是太陽系中擁有最強風暴的行星,海王星的得名源於其表面的深藍色,這會讓人想起羅馬神話中的海神——尼普頓(Neptune),海王星是太陽系中最黑暗、最寒冷、風暴最大的星球之一,所以它也是最不歡迎人類的行星。

它的大氣層主要由氫、氦和甲烷氣體組成的,它們以每小時2000公裡的速度在海王星表面快速移動,由於海王星距離太陽很遠,所以在地球上接收到的太陽光強度要比海王星上高出900倍,所以在海王星上即便是中午也會顯得像黃昏一樣。

海王星的大小與天王星較為相似,它的直徑為49532公裡,但是密度卻要比天王星大,達到每立方釐米1.66克,其質量相當於17個地球的質量之和,由於其質量相對較大,所以使這顆行星成為太陽系中地表引力第二大的行星。海王星的表面與天王星類似,同樣是分為三層:上層是由各種氣體所組成的大氣層,中層是由水、氨和甲烷冰所組成的地幔層,下層是又鎳和鐵所組成的巖石核心。

上層的大氣層溫度平均為-214.15攝氏度,但其內部巖石核心的溫度則超過6726.85攝氏度。海王星和其他所有的氣態巨行星一樣也有一個環狀系統,就像天王星一樣,海王星的環狀系統也是由宇宙塵埃構成的。

再來讓我們看看海王星的運行軌道,海王星實際上是太陽系所有行星之中擁有最圓運行軌道之一的星球,其平均軌道半徑為45億公裡。在近日點,海王星距離太陽約為44.6億公裡,而在遠日點,海王星距離太陽約為45.4億公裡。海王星的自轉時長為16小時6分鐘,是太陽系中自轉速度第三快的行星,不過,海王星的公轉速度卻達到164個地球年,這意味著如果在海王星之上,每年將有近9萬天的時長。同時,海王星有一個約為28.3度的軸向傾斜,因此海王星也會像地球一樣,有著相似的季節更替出現。

現在讓我們來看看海王星的衛星,海王星一共有14顆已知的衛星,而在這14顆衛星之中,僅僅只有一顆大衛星,這顆大衛星被科學家稱為海衛一(Triton),其直徑達到2707公裡,是太陽系中第七大的衛星,不僅如此,海衛一還是太陽系中唯一一顆逆向運行的衛星,這意味著它的軌道與海王星的自轉方向剛好相反,海衛一的表面主要由冰凍的氮氣和巖石構成,相比於海王星表面-214.15攝氏度而言,海衛一表面的溫度達到了-239.15攝氏度,因此它也被認為是太陽系中已知的最冷天體。

海王星是太陽系中唯一沒有被人類用肉眼或望遠鏡發現的行星,相反,它是被預言到的。而預言它的人正是法國的天文學家奧本·勒維耶,他確定了這顆神秘行星的位置,並把他的發現分享給了德國天文學家約翰·格弗裡恩·伽勒,後來約翰·格弗裡恩·伽勒也發現了這顆行星,並且其位置與奧本·勒維耶預測的位置相差不到一度,然而就在同一個月,英國天文學家約翰·柯西·亞當斯(John Couch Adams)也計算出了這顆神秘行星在太陽系中的位置,由于勒維耶首先預言了海王星,亞當斯和伽勒又分別獨立地發現了海王星,所以關於到底是誰首先發現這顆行星一直存在爭議。

時至今日,人類唯一一次飛越海王星的太空探測器是1989年的旅行者2號,這顆行星對於我們來說可能還是一顆相對陌生的星球,除非我們能夠在不久的將來再次通過太空探測器來對海王星進行更為細緻的觀測,對於人類來講這絕對是一個偉大的任務,其中肯定有很多關於它的秘密會被揭開,你說呢?歡迎評論區留言討論!

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    其實,先哲之所以創立了命理學,有著科學的天文學背景。太陽系主要由太陽和八大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,從太陽向外依次排列)組成,在太陽引力的作用下,八大行星在自轉的同時,還繞太陽公轉,公轉方向與太陽自轉方向一致,公轉軌道近似為以太陽為圓心的勻速同心圓周運動。
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    有內熱就可以!就三者來看,都具有。海王星最為適合,因為熱量多。冥王星的加熱機制為放射性元素的衰變,因此時間非常漫長。天王星雖然比海王星更接近於太陽,但其內部熱量卻沒有海王星的多。因此地熱資源的開發可以找找海王星,前提是先搞定如何到達海王星!
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  • 天文小知識:海王星是怎樣的?是什麼造成了海王星上海天相融?
    這是由於海王星距離地球太遠,對他的觀察受到限制。接著在1989年,行星探測器「旅行者2號」飛越了海王星。 探測器向人們揭示了這個行星及其衛星的一些值得注意的事實。這些發現中包括海王星有一個稠密的大氣層,並且密度隨著深度的增加而增加,逐漸與一個巨大而奇怪的海洋合為一體。
  • 海王星是誰發現的你知道嗎?
    在172年前,1846年9月23日 (農曆八月初四),伽勒第一次觀察到海王星。1846年9月23日,德國柏林天文臺的伽勒在摩羯座8星之東約5°,即離預言的未知行星位置偏離不到1°的地方,發現了一顆星圖上沒有的八等星。
  • 海王星是被算出來的!
    1990年4月,旅行者2號宇宙飛船飛越海王星,拍攝了一系列令人難以置信的太陽系最外層行星的照片。150年前,沒有人知道我們的太陽系最終會包含8顆行星。在科學上,進步產生於理論和現實世界觀察的交叉。16世紀最大的謎團之一是行星如何以明顯的逆行方式運動。
  • 為什麼天王星比海王星更冷,儘管海王星離太陽更遠?
    為什麼天王星比海王星更冷行星可以被歸類為地球或氣態巨行星。類地行星是我們太陽系的前四顆行星,它們有一個堅實的巖石核心,而最後四顆行星是氣態巨行星,它們之所以這樣被命名,是因為它們完全由氣體組成。它們是如此巨大,以至於憑藉其巨大的引力,甚至可以拉動像氫和氦這樣輕的氣體。然而,天王星和海王星是如此的寒冷,以至於這些構成它們的揮發性化合物也被凍結。它們因此被稱為冰凍巨行星。
  • 在那遙遠的地方有顆「鳥神星」
    鳥神星位於柯伊伯帶—海王星軌道的外部區域,鳥神星因生育之神拉帕努伊而得名。它與其他幾顆矮行星——冥王星,鬩神星和妊神星並不遙遠。鳥神星比冥王星略小,從地球上看過去,它是柯伊伯帶第二明亮的天體(冥王星是最亮的)。鳥神星繞太陽一周大約是地球繞日周期(此處與此句前半部呼應,不用「公轉」)的305倍。
  • 海王星充斥著大量的「水」,為何科學家卻認為它不會有生命誕生?
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。海王星給我們留下最大的印象就是——它是一個完全由水包裹的行星。但實際上這樣的認知是錯誤的,海王星雖然看上去一片蔚藍,但那只是海王星大氣層中存在微量甲烷的原因。
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  • 如果太空人降落海王星會怎樣?
    強烈的風暴很有可能會撕碎你的太空衣(甚至是撕碎你),讓你暴露在海王星的大氣層中。而海王星大氣層中的成分主要是氫和氦,以及少量的甲烷。之所以會有如此多的氫和氦,是因為這兩種元素原子序數靠前,是宇宙中最容易形成的元素。再加上太陽持續不斷地向外界吹太陽風,其中一些重元素吹不了太遠,而輕型元素氫和氦可以被拋散得更遠,所以離太陽較近的行星是類地行星,而離太陽較遠的行星是氣態行星。