好奇的小朋友问:太阳系中最冷的行星是哪颗?
行星内部的热量来自它们诞生时遗留下来的能量。
(图片来自:NASA)
布拉德·吉布森是爱德华·阿瑟·米尔恩天体物理中心主任,英国赫尔大学物理与数学系主任。
印度班加罗尔的七岁男孩塞哈尔提出了这样一个问题:太阳系中最冷的行星是哪颗?
太阳系中的行星都被太阳加热。我们的地球距离太阳约1亿英里(约1.6亿公里),这一距离使地球拥有适合生命生存的温度。
所以,你可能会认为太阳系中最冷的行星应该是离太阳最远的海王星。它距太阳的距离令人难以置信的30亿英里(约48亿公里)。
然而,其实太阳系中最冷的行星并不是海王星,而是天王星。尽管天王星与太阳的距离比海王星短整整十亿英里(约16亿公里),但美国宇航局的数据显示,天王星仍保持着整个太阳系测得的最低温度记录:-371华氏度(零下224摄氏度),那一定是个多么寒冷的地方啊!当然,海王星也很冷,但它的最低表面温度约为-353华氏度(-214摄氏度),在低温方面确实不如天王星。
这是哈勃太空望远镜拍摄的一张图片,显示天王星被4个大环和17个卫星中的10个包围。(图片来自:X射线波段:NASA、钱德拉X射线天文台、伦敦大学学院、W.Dunn等人;光学波段(高分辨率相机):美国夏威夷凯克天文台;光学波段(甚大望远镜和高分辨率相机:欧洲南方天文台,甚大望远镜,KirillFegelman)
天王星的低温与它与太阳的距离关系不大。数十亿年前,一个巨大的天体与天王星剧烈相撞,以至于天王星被翻转过来。直到现在,天王星在围绕太阳公转的过程中仍然只有一面面向太阳。不仅如此,过去的猛烈撞击还让天王星内部的部分能量流失到了太空中。
行星内部的热量来自它们诞生时遗留下来的能量。行星的形成是一个数百万年的过程,在此过程中,较小的岩石块一点一点地碰撞并结合在一起,形成整个行星。对于每块融化成行星的岩石,行星都会升温一点。就像如果你不停地拍手,过了一会儿你的对手就会变得有点热——这与行星形成过程中发生的事情几乎是一样的。
而且海王星从来没有被像天王星这样的巨大小行星撞击过,所以它可以容纳更多的热量。
当然,你也应该对另一颗行星的情况感到惊讶,那就是离太阳最近的行星——水星。在水星表面,也有极其寒冷的地方。虽然水星面向太阳的一面温度高于750华氏度(400摄氏度),但它面向太阳的一面的温度仅为负328华氏度(负200摄氏度)。
水星表面温差这么大,主要是因为水星表面没有地球那样的大气层。大气就像行星上的毯子。它包裹着行星的表面,吸收热量并帮助它在整个行星上传播。正因为水星没有这样的毯子,所以水星面向太阳和背向太阳的两侧可谓是冰火两重天。
测量宇宙中的温度
对于离地球比较近的行星,比如火星,我们可以直接发射探测器到它的表面,探测它的大气层。然而,到目前为止,我们还没有能够到达像天王星和海王星这样遥远的行星表面。
因此,我们必须找到一些方法来直接从地球表面测量地球的温度。例如,我们可以研究行星反射的光,这可以告诉我们行星大气是由什么原子和分子构成的。有关大气成分的信息可以帮助我们准确了解行星的温度,因为其中的原子和分子充当行星的“指纹”。
虽然像天王星和海王星这样的行星在我们的太阳系中已经很冷了,但在更遥远的宇宙中还有比它们更冷的地方。迄今为止已知的最冷的地方是回旋镖星云。回旋镖星云是距离我们3000亿英里(约4800亿公里)的气体和尘埃云,那里的温度达到负457华氏度(负272摄氏度)。
需要注意的是,宇宙中没有任何地方的温度可以低于-459华氏度(-273摄氏度)。在这些温度下,构成所有物质的粒子和原子停止运动。一旦发生这种情况,物质就无法再变冷,因此这种温度被称为“绝对零”。这意味着我们不太可能在宇宙中找到比回旋镖星云更冷的地方。
BY:Putin
FY:MoYuchen
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