宇宙深处，天王星和海王星，你不知道的秘密

天王星和海王星是太阳系的冰巨行星，二者虽有许多相似之处，但也存在惊人的不同。天文学家花了很长时间试图弄清楚它们的特殊性来自何处，现在他们认为一切源自两次不同的大碰撞。

天王星和海王星（图源：wjbaike.site）

这项发表在《皇家天文学会月刊》上的研究调查了宇宙碰撞如何将这些行星分离。天文学家知道，天王星绕轨道运行必定会发生重大碰撞，但尚未对海王星进行此项研究。两颗行星的总成分，大小和质量都差不多，但海王星比天王星重约18％。

该研究的第一作者克里斯蒂安·莱因哈特（Christian Reinhardt）来自苏黎世大学，他在一份声明中表示：“但是，这两个行星之间存在的惊人差异需要加以解释。”

像月球一样，天王星也有一组绕其周期性运行的卫星，这些卫星形成一个吸积盘，似乎与从太阳接收的能量处于平衡状态，天王星自转轴倾斜角度高达97度，这使其在行星中独一无二。另一方面，海王星则是从围绕其轨道绕行的星体中，通过重力作用捕获了最大的卫星——海卫一。海王星的其他卫星也是通过重力作用捕获，它们形状不规则，并且似乎具有内部热源。

天王星及其卫星（图源：wjbaike.site）

海王星及其卫星（图源：wjbaike.site）

在这项研究中，行星科学家进行了模拟试验，以测试撞击如何使初始相似的冰巨行星与众不同。天王星和海王星都受到一个行星质量是地球质量的1-3倍的行星撞击，碰撞在恒星系统的形成中相当普遍。但是，关键的区别在于如何碰撞。

研究人员称，斜向撞击是天王星形成的最好解释，因为撞击会将星体送入轨道，然后聚集形成卫星。对于海王星来说，碰撞很可能是从正面发生，并改变了其内部结构。

苏黎世大学的共同作者拉维特·黑尔（Ravit Helled）解释说：“我们清楚地表明，最初与天王星和海王星相似的形成途径可能导致令人着迷的外行星特性上的不同。”

1986年和1989年，旅行者2号探测器太空探测时，人类曾观察过这两颗冰巨行星。新的任务可以帮助完善这些模型，并向我们详细介绍这两个星球如何变成今天的样子。

天王星：天王星（古希腊语为οanραν）是太阳系中的第七大行星，距太阳的平均距离为29亿公里，被认为是类似木星的外行星。它由威廉·赫歇尔（Wilhelm Herschel）于1781年3月13日发现，并以希腊天空之神Uranos命名。它是唯一一颗以希腊众神之神命名的行星。

天王星（图源：wjbaike.site)

这颗气体行星的直径超过51,000公里，大约是地球直径的四倍，其体积大约是地球的65倍。就质量而言，天王星与海王星相当，天王星的质量仅次于海王星，在太阳系中排第四，约是地球质量的14倍。天王星的直径大于海王星，在太阳系中排第三，仅次于木星和土星。由于内部有冰，天王星和海王星也被称为“冰巨星”。

天王星的天文学符号（）类似于火星符号（♂）。不同的是，天王星符号的圆具有中心点，圆上的箭头是垂直的。另一个天王星符号（）主要用于占星学。

只有极佳条件下，才能看到天王星。从地球上看可以用望远镜观察到天王星宽约3.5英寸的浅绿色光环。秋冬季是观察天王星的最好时机。2018年，天王星冲日发生在10月24日，一年移动4到5天。

海王星:海王星是太阳系中距太阳最近的第八大行星。它是一个冰巨行星，因为它的外层有氢气、氦气、甲烷、氨气和水。这一层下面是一层厚厚的由化学冰构成的地幔和一小块岩石物质的地核。海王星大气层的风暴比天王星的要猛烈得多，风速高达每小时1250英里(每小时2000公里)。海王星是颗蓝色星球。

海王星（图源：wjbaike.site)

1989年旅行者2号飞越木星时，海王星南半球有一个巨大的黑点，可以与木星上的大红斑相媲美。由于海王星离太阳距离远，其云顶的温度通常接近- 210°C(- 346°F)，这是太阳系中最低温度之一。海王星的中心温度约为7000°C(13000°F)，比太阳表面还要热。这是由于海王星中心存在高温气体和岩石。海王星于1846年9月23日被发现，因其是第一颗基于数学预测而非常规观测而被发现的行星而闻名。

天王星轨道的扰动使天文学家推断出海王星的存在。1989年8月25日，“旅行者2号”宇宙飞船飞越了木星。2003年，美国国家航空和航天局(NASA)的“视野任务研究”(Vision mission Studies)计划实施一项“海王星轨道探测器”(Neptune Orbiter with Probes)任务，在没有以裂变为基础的电力或推进的情况下进行卡西尼级科学研究。这项工作是与喷气推进实验室和加州理工学院共同完成的。

作者: Alfredo Carpineti

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