前面我們講了被降級的矮行星冥王星,那麼今天我們講講離太陽最遠的海王星。
海王星早在1846年就被發現了,為什麼叫海王星呢?其實他一開始不叫海王星,不同國家給起的名字也不一樣,海王星的叫法是後來才同意的,叫海王星,有人會說是因為它看起來是藍色,像大海一樣,一個人會說是因為它的名字來源於羅馬神話中的海神,其實都對,看起來像海,所以叫海王嘛,具體的發現過程,這裡就不詳細說了,簡單來說就是它是唯一一顆完全通過數學計算而預測出的行星。
而之前的行星是通過有計劃的觀測而發現的,海王星是八大行星中距離太陽最遠的一顆,距離太陽有30個天文單位,那這麼遠的話和冥王星一樣,他應該是超級冷吧,它的外層大氣確實很冷,頂層溫度可以低到零下200多度,雖然它表面非常寒冷,但是他卻有著一顆幾千度的內核,不過這個熱量具體來源,目前仍然沒有完全搞清楚,不是看看這個幾千度的內核,他給海王星帶來了一系列令人詫異的自然現象,具體有哪些別急,咱慢慢說。
雖然說海王星屬於氣態巨行星,但更準確的來說,它是一顆冰巨星,那他到底是氣還是冰呢?這個也有很多科普沒有解釋清楚的地方,這個其實和整個海王星的結構有關,具體可能從它為什麼是藍色說起。海王星為什麼看起來呈藍色,相信很多人都知道,這是因為它的外層大氣中也有甲烷,不過在這麼冷的情況下,這種氣體已經變成了冰晶了,所以它的大氣可以認為是由冰晶顆粒組成的,而這些甲烷晶體呢,可以吸收掉波長較長的暖色光,而波長較短的冷色光就會被反射,所以我們才能看到它呈藍色,但是天王星大氣也有甲烷也呈藍色,那為啥海王星看起來顏色比它深呢?這個問題確實是個未解之謎,目前還沒有準確的答案,可能是除了甲烷以外,還有其他的影響顏色的成分,或者說甲烷的含量不同,現在還不完全確定,另外,除了外層大氣,海王星整體的大氣層非常厚,因此我們平時說的海王星,包括他的樣子,形狀其實都是包含了整個大氣層在內的整個部分,這個和從太空看地球還不一樣,太空看地球可以說是直接透過大氣層看到了地殼部分,而從太空看海王星只能看到它的藍色大氣層,這就是為什麼海王星屬於氣態巨行星。
氣態巨行星這個定義,經常被理解成沒有堅實的表面的行星,其實更準確的說法應該是很難明確定義這個行星表面在哪兒?另外,這個氣態巨行星也不是說它完全是由氣體構成,比如剛才說的,它是有個幾千度的內核,這個就是固態的巖石內核,而且這個的核心還不小,甚至比整個地球還要大,除了有這一顆巖石內核外,如果穿過厚的大氣層慢慢進入地幔部分後,你會發現這裡是有水、氨、甲烷等物質構成的一種混合物(混合冰),我這個『冰』要打個引號,因為它並不是傳統意義的固態冰,而這種高度壓縮的過熱流體,比如說在海王星冰晶狀態的大氣層內是呈現液態的地幔,也叫做水岸大洋,那既然是液態,為什麼叫冰呢?其實這只是一個行星學的一個慣例叫法。另外,在靠近內核的部分,還可能真的有固態冰,但是奇怪的地方在於,這裡的溫度已經有幾千度了,那為什麼還會存在這種液態水和固態冰呢?是不是很矛盾?其實這是因為越靠近核心的部位壓強越高,當在極其高壓的情況下,這個水,它的單個水分子已經分裂了氧原子,形成了一個立方晶格,但這個氫原子可以自由地溢出,就像液體一樣流過剛性的氧籠,所以這裡的冰其實是一種超離子冰,他已經不是由傳統的水分子構成的了。科家們在實驗室裡曾經確實通過400萬個大氣壓成功製成過2000攝氏度左右的超級冰,這個就被稱為高溫冰,是不是很神奇?
還有更神奇的,根據科學家最新的研究,海王星上還存在著不少的碳元素,而這個碳元素在高溫高壓下就會形成一種單質晶體金剛石,打磨後的就稱作鑽石,這還不是最神奇的地方,神奇的地方在於,這些鑽石由於海王星內部的高溫高壓環境,一部分會被液化,也就是說在海王星的地幔部分,除了剛才說的水岸大洋以外,很可能還有著液態的鑽石海洋。在海洋之上可能還漂浮著像冰山一樣巨大的鑽石,甚至還可能會下起鑽石雨。
當然這些都只能是理論推測,實際是不是這樣啊?只能通過探測器實地的去看一看,我還不能像普通的探測器那樣,只在外面繞一圈,還必須得想辦法進入它的大氣層,甚至到達達打他的地幔部分,那才行,這個條件就實在是太苛刻了,目前人類的探測器還只有1989年的旅行者二號到達過海王星附近,之後就再也沒有探測區域去過那邊了。
那海王星除了有特殊的地質結構以外,還有什麼其它的特殊地方嗎?還真有,就是它擁有太陽系中最強的風暴,經過探測它的大氣中的風速可以達到每小時2000公裡,來換算下來,差不多就是每秒500多米,已經遠遠超過地球上的音速了。也相比之下,地球上颱風什麼的簡直就弱爆了,所以普通的探測器別說穿過去了,估計直接就成了碎片了,而且海王星上的風是零下200多度的寒風比液氮還冷,你可以想像有多可怕,這麼強勁的風暴能量可能也是來源於他那個熾熱的內核。
另外,好像星的磁場也很奇怪,他的磁軸和自轉軸偏了有47度,相對來說地球只偏了11度左右,這個目前認為肯可能就是和剛才說的過熱的流體有關,所以它的磁場相對來說很不穩定,海王星已知的天然衛星有14顆,其中比較出名的就是海衛一,也是這裡面最大的一顆,大小差不多和冥王星相當,但是與其它大型衛星不同,海衛一處於一個逆行軌道,也就是說它繞海王星公轉的方向和海王星自轉的方向是相反的,這說明她應該是一個被海王星所俘獲的衛星,因為它離柯伊伯帶比較近,所以猜測海衛一之前很可能就是一個柯伊伯帶的天體。
也是這裡面最大的一顆,大小差不多和冥王星相當,但是與其它大型衛星不同,海衛一處於一個逆行軌道,也就是說它繞海王星公轉的方向和海王星自轉的方向是相反的,這說明她應該是一個被海王星所俘獲的衛星,因為它離柯伊伯帶比較近,所以猜測海衛一之前很可能就是一個柯伊伯帶的天體。