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九大行星:海王星

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海王星是环绕太阳运行的第八颗行星,也是太阳系中第四大天体(直径上)。海王星在直径上小于天王星,但质量比它大。

公转轨道:距太阳 4,504,000,000 千米 (30.06 天文单位)

行星直径:49,532 千米(赤道)

质量:1.0247e26 千克

在古罗马神话中海王星(古希腊神话:波塞冬(Poseidon))代表海神。

在天王星被发现后,人们注意到它的轨道与根据牛顿理论所推知的并不一致。因此科学家们预测存在着另一颗遥远的行星从而影响了天王星的轨道。Galle和d'Arrest在1846年9月23日首次观察到海王星,它出现的地点非常靠近于亚当斯和勒威耶根据所观察到的木星、土星和天王星的位置经过计算独立预测出的地点。一场关于谁先发现海王星和谁享有对此命名的权利的国际性争论产生于英国与法国之间(然而,亚当斯和勒威耶个人之间并未有明显的争论);现在将海王星的发现共同归功于他们两人。后来的观察显示亚当斯和勒威耶计算出的轨道与海王星真实的轨道偏差相当大。如果对海王星的搜寻早几年或晚几年进行的话,人们将无法在他们预测的位置或其附近找到它。

仅有一艘宇宙飞船旅行者2号于1989年8月25日造访过海王星。几乎我们所知的全部关于海王星的信息来自这次短暂的会面。

由于冥王星的轨道极其怪异,因此有时它会穿过海王星轨道,自1979年以来海王星成为实际上距太阳最远的行星,在1999年冥王星才会再次成为最遥远的行星。

海王星的组成成份与天王星的很相似:各种各样的“冰”和含有15%的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星,它或许有明显的内部地质分层,但在组成成份上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核(质量与地球相仿)。它的大气多半由氢气和氦气组成。还有少量的甲烷。

海王星的蓝色是大气中甲烷吸收了日光中的红光造成的。

作为典型的气体行星,海王星上呼啸着按带状分布的大风暴或旋风,海王星上的风暴是太阳系中最快的,时速达到2000千米。

和土星、木星一样,海王星内部有热源--它辐射出的能量是它吸收的太阳能的两倍多。

在旅行者2号造访海王星的期间,行星上最明显的特征就属位于南半球的大黑斑(The Great Dark Spot)了。黑斑的大小大约是木星上的大红斑的一半(直径的大小与地球相似),海王星上的疾风以300米每秒(700英里每小时)的速度把大黑斑向西吹动。旅行者2号还在南半球发现一个较小的黑斑极一以大约16小时环绕行星一周的速度飞驶的不规则的小团白色烟雾,现在得知是“The Scooter”。它或许是一团从大气层低处上升的羽状物,但它真正的本质还是一个迷。

然而,1994年哈博望远镜对海王星的观察显示出大黑斑竟然消失了!它或许就这么消散了,或许暂时被大气层的其他部分所掩盖。几个月后哈博望远镜在海王星的北半球发现了一个新的黑斑。这表明海王星的大气层变化频繁,这也许是因为云的顶部和底部温度差异的细微变化所引起的。

海王星也有光环。在地球上只能观察到暗淡模糊的圆弧,而非完整的光环。但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构。

同天王星和木星一样,海王星的光环十分暗淡,但它们的内部结构仍是未知数。

人们已命名了海王星的光环:最外面的是Adams(它包括三段明显的圆弧,今已分别命名为自由Liberty,平等Equality和互助Fraternity),其次是一个未命名的包有Galatea卫星的弧,然后是Leverrier(它向外延伸的部分叫作Lassell和Arago),最里面暗淡但很宽阔的叫Galle。

海王星的磁场和天王星的一样,位置十分古怪,这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质(大概是水)的运动而造成的。

通过双目望远镜可观察到海王星(假如你真的知道往哪儿看),但假如你要看到行星上的一切而非仅仅一个小圆盘,那么你就需要一架大的天文望远镜。Mike Harvey的行星寻找图表指出此时海王星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由Starry Night这个天象程序作更多更细致的定制。

海王星的卫星

海王星有8颗已知卫星:7颗小卫星和海卫一。

未知点

海王星的磁场偏离地心并与旋转轴线成很大的角度。这样外形古怪的磁场是如何形成的?

海王星和天王星相对而言缺乏氢与氦的原因是什么?

仅管海王星距太阳十分遥远,而且它内部的热源也相对较弱,但为何行星表面的风如此强劲?

“大黑斑”发生了什么事?

我们能否设计一项实用的环绕海王星运行的飞行任务,且价格足够便宜?

神秘的淡蓝色——海王星

海王星是远日行星之一,按照同太阳的平均距离由近及远排列,为第八颗行星。它的亮度仅为7.85等,只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光,西方人用罗马神话中的海神——“尼普顿”的名字来称呼它。在中文里,把它译为海王星。

海王星的赤道半径为24750公里, 是地球赤道半径的3.88倍,海王星呈扁球形,它的体积是地球体积的57倍,质量是地球质量的17.22倍, 平均密度为每立方厘米1.66克。海王星在太阳系中,仅比木星和土星小,是太阳系的第三大行星。

现在认为,海王星内部有一个质量和地球差不多的核,核是由岩石构成的,温度约为2000到3000摄氏度,核外面是质量较大的冰包层,再外面是浓密的大气层,大气中主要含有氢,还有甲烷和氨等气体。海王星是一个狂风呼啸、乱云飞渡的世界,在大气中有许多湍急紊乱的气旋在翻滚。

海王星的自转周期为22小时左右,它的赤道面和轨道面的交角是28度48分,海王星绕太阳公转的轨道很接近正圆形,轨道面和黄道面的夹角很小,只有1度8分,它以平均每秒5.43公里的速度公转,大约要164.8年才能绕太阳一周,从1846年发现到现在,它还没走完一个全程呢。

在海王星的四季中,冬季、夏季温差很小,不像地球这么显著。 由于海王星离太阳太远(约为4.5亿公里,是地球与太阳距离的30倍),在它表面每单位面积受到的日光辐射只有地球上的1/900, 日光强度仅仅相当于一个不到一米远的百瓦灯泡所发光线的强度,因此它表面温度很低,通常在零下200摄氏度以下。

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