'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?'

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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?

圖解:海衛一的軌道和運轉方向(紅)與大多數衛星的軌道(綠)的比較

當物體的形狀在重力作用下發生改變時,就會產生潮汐摩擦。更準確地說,潮汐摩擦是形狀變化中的阻力。海王星的引力對海衛一產生了拉伸。由於海衛一圍繞海王星的軌道是略為橢圓的,引力拉伸的程度也在不斷變化。(當海衛一靠近海王星時,引力對它拉伸增加,當海衛一遠離海王星時,拉伸減少。)拉伸程度的變化中產生摩擦阻力加熱了海衛一的內部。

儘管海衛一內部溫度很高,但它的表面卻很冷。溫度約為-391華氏度(-235攝氏度)。海衛一的表面可能比冥王星還要冷(海衛一通常比冥王星更接近太陽。但是海衛一的表面高度反射)。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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?

圖解:海衛一的軌道和運轉方向(紅)與大多數衛星的軌道(綠)的比較

當物體的形狀在重力作用下發生改變時,就會產生潮汐摩擦。更準確地說,潮汐摩擦是形狀變化中的阻力。海王星的引力對海衛一產生了拉伸。由於海衛一圍繞海王星的軌道是略為橢圓的,引力拉伸的程度也在不斷變化。(當海衛一靠近海王星時,引力對它拉伸增加,當海衛一遠離海王星時,拉伸減少。)拉伸程度的變化中產生摩擦阻力加熱了海衛一的內部。

儘管海衛一內部溫度很高,但它的表面卻很冷。溫度約為-391華氏度(-235攝氏度)。海衛一的表面可能比冥王星還要冷(海衛一通常比冥王星更接近太陽。但是海衛一的表面高度反射)。

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?

圖解:海衛一是一個地質活躍的衛星,其表面年輕複雜

海衛一的部分表面有褶皺,其他部分似乎被冰凍的湖泊所覆蓋。在這些地方,水可能從海衛一的內部噴發出來,然後凍結起來變得像岩石一樣堅硬。海衛一的大部分表面都被白雪覆蓋。因為海衛一的表面太冷了,所以雪不是由水形成。相反,科學家認為雪是由凍結在大氣中的氮晶體組成的。海衛一結冰表面反射的陽光使它成為太陽系中最白的天體之一。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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?

圖解:海衛一的軌道和運轉方向(紅)與大多數衛星的軌道(綠)的比較

當物體的形狀在重力作用下發生改變時,就會產生潮汐摩擦。更準確地說,潮汐摩擦是形狀變化中的阻力。海王星的引力對海衛一產生了拉伸。由於海衛一圍繞海王星的軌道是略為橢圓的,引力拉伸的程度也在不斷變化。(當海衛一靠近海王星時,引力對它拉伸增加,當海衛一遠離海王星時,拉伸減少。)拉伸程度的變化中產生摩擦阻力加熱了海衛一的內部。

儘管海衛一內部溫度很高,但它的表面卻很冷。溫度約為-391華氏度(-235攝氏度)。海衛一的表面可能比冥王星還要冷(海衛一通常比冥王星更接近太陽。但是海衛一的表面高度反射)。

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?

圖解:海衛一是一個地質活躍的衛星,其表面年輕複雜

海衛一的部分表面有褶皺,其他部分似乎被冰凍的湖泊所覆蓋。在這些地方,水可能從海衛一的內部噴發出來,然後凍結起來變得像岩石一樣堅硬。海衛一的大部分表面都被白雪覆蓋。因為海衛一的表面太冷了,所以雪不是由水形成。相反,科學家認為雪是由凍結在大氣中的氮晶體組成的。海衛一結冰表面反射的陽光使它成為太陽系中最白的天體之一。

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?

圖解:海衛一表面的撞擊坑很少,說明其表面活動劇烈

海衛一另一個不尋常之處是它擁有一個主要成分是氮氣的稀薄大氣層。大多數衛星太小,不足以維持住大氣層。但是海衛一表面太冷了,即使是它微弱的引力也能將它的氮氣大氣層維持數十億年。

海王星的其他衛星及其行星環

除了海衛一,海王星還有十二個衛星。比海衛一離海王星更近的衛星是:Naiad(海衛三), Thalassa(海衛四), Despina(海衛五), Galatea(海衛六), Larissa(海衛七), 和 Proteus(海衛八)。軌道距離較遠的衛星有:Nereid(海衛二), Halimede(海衛九), Sao(海衛十一), Laomedeia(海衛十二), Psamathe(海衛十), 和Neso(海衛十三)。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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?

圖解:海衛一的軌道和運轉方向(紅)與大多數衛星的軌道(綠)的比較

當物體的形狀在重力作用下發生改變時,就會產生潮汐摩擦。更準確地說,潮汐摩擦是形狀變化中的阻力。海王星的引力對海衛一產生了拉伸。由於海衛一圍繞海王星的軌道是略為橢圓的,引力拉伸的程度也在不斷變化。(當海衛一靠近海王星時,引力對它拉伸增加,當海衛一遠離海王星時,拉伸減少。)拉伸程度的變化中產生摩擦阻力加熱了海衛一的內部。

儘管海衛一內部溫度很高,但它的表面卻很冷。溫度約為-391華氏度(-235攝氏度)。海衛一的表面可能比冥王星還要冷(海衛一通常比冥王星更接近太陽。但是海衛一的表面高度反射)。

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?

圖解:海衛一是一個地質活躍的衛星,其表面年輕複雜

海衛一的部分表面有褶皺,其他部分似乎被冰凍的湖泊所覆蓋。在這些地方,水可能從海衛一的內部噴發出來,然後凍結起來變得像岩石一樣堅硬。海衛一的大部分表面都被白雪覆蓋。因為海衛一的表面太冷了,所以雪不是由水形成。相反,科學家認為雪是由凍結在大氣中的氮晶體組成的。海衛一結冰表面反射的陽光使它成為太陽系中最白的天體之一。

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?

圖解:海衛一表面的撞擊坑很少,說明其表面活動劇烈

海衛一另一個不尋常之處是它擁有一個主要成分是氮氣的稀薄大氣層。大多數衛星太小,不足以維持住大氣層。但是海衛一表面太冷了,即使是它微弱的引力也能將它的氮氣大氣層維持數十億年。

海王星的其他衛星及其行星環

除了海衛一,海王星還有十二個衛星。比海衛一離海王星更近的衛星是:Naiad(海衛三), Thalassa(海衛四), Despina(海衛五), Galatea(海衛六), Larissa(海衛七), 和 Proteus(海衛八)。軌道距離較遠的衛星有:Nereid(海衛二), Halimede(海衛九), Sao(海衛十一), Laomedeia(海衛十二), Psamathe(海衛十), 和Neso(海衛十三)。

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?

圖解:海王星的行星環,圖源NASA

海王星最小的衛星海衛十是在2003年由茂納凱亞天文臺(Mauna Kea Observatory)發現的。它的直徑只有24英里(38公里)。它的軌道距離海王星約3000萬英里(4800萬公里)。只有海衛十三在比他更遠的軌道上繞海王星運行。

海王星周圍有四個稀薄行星環。這些環很可能是由灰塵、沙粒和小冰粒組成的。它們也可能含有岩石和巨石。這些環可能是由隕石撞擊裡層軌道的衛星後產生的爆炸的碎片形成的。它們也可能是由很久以前破裂的衛星的碎片形成的。

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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?

圖解:海王星,圖源:NASA

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。它也是太陽系的四顆大型行星中最小的那一顆。海王星外觀呈現出豐富多樣的藍色,它被以羅馬神話中海神的名字命名。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝的海王星

海王星最早被觀測到是在1846年。但人們對這顆星球的瞭解甚少,直到近年才有所改變。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。

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?

圖解:勒維耶,用數學發現海王星的人。

海王星的公轉和自轉

海王星每165年繞太陽轉一圈。當它公轉時,海王星沿著一個橢圓型的軌道運動。為了完成一次公轉,這顆行星需要運動很長的一段距離。

海王星軌道與太陽之間的平均距離是一個很巨大的數值。事實上,這個距離大約是地球和太陽之間的距離的30倍。

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?

圖解:海王星和地球大小比較。

海王星在太陽系中的排行第八,也是離太陽最遠的行星。在海王星軌道之外有一個區域會被許多跨越海王星天體穿過。在這些跨越海王星的天體中,我們最熟悉的是冥王星。冥王星的軌道有時比海王星更接近太陽。

海王星的磁場每16小時就會旋轉一次,這也是海王星上“一天”的長度。海王星大氣中可視特徵(如氣流)的旋轉速率會因為其處在的緯度的不同有很大的區別。

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?

圖解:大黑斑(上面),滑行車(中間白色雲彩)和小黑斑(底部)。

一個昏暗而遙遠的世界

海王星的直徑大約是地球的四倍。雖然海王星很大,但除非使用望遠鏡,不然無法從地球上觀察到它。海王星距離我們非常遠,這讓他看起來又小又暗。海王星距離太陽約28億英里(45億公里)。因為海王星到太陽之間的距離太遠了,所以它能接收的陽光很少。事實上,到達海王星的陽光強度比到達地球的低了有900倍。行星反射的陽光越少,星球上的光線就越暗。

大暗斑

海王星離地球太遠了,即使通過大型望遠鏡觀察也海王星看起來也很小。也難怪那麼多年來都沒人發現他,直到亞當斯和勒維耶(兩位為海王星的發現者)告訴天文學家去哪裡尋找。

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?

圖解:大暗斑,圖源NASA

海王星上也有巨大的反氣旋風暴,還記得木星上的大紅斑嗎?在海王星上我們可以看到一些類似東西,它被稱為“大暗斑”。大暗斑的大小和地球類似。與其他行星上的不同,海王星的大暗斑風速達到每小時2400公里(1500英里),是太陽系中最快的反氣旋風暴。

藍色的氣體巨人

海王星、木星、土星和天王星都是太陽系中的氣態巨行星。它們與地球非常不同,地球的地殼是由岩石構成的,內部則是熔岩。海王星有一個很深,很厚的,由氫,氦還有微量的甲烷組成的大氣。隨著深度的增加,大氣變得越來越稠密,逐漸脫離氣態,變成一種奇怪的液體。這種流體被稱為超臨界流體,它同時具有類氣性和類液性。海王星上的超臨界流體由水、甲烷和氨組成。雖然氣液態之間沒有明顯的分界線,但它也可以算作海洋。

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?

圖解:旅行者2號所拍攝到的大黑斑。

海王星的內部結構

海王星不同於其他氣體巨行星。例如,海王星和木星的成分非常不同。海王星質量的10%左右是由氫氣和氦氣組成的。相比之下,木星的質量中大約96%是氫和氦。海王星質量佔比中另90%主要是由較重的元素組成,其中包括碳、氮和氧。在海王星上,這些元素以甲烷、氨和水等化合物的形式出現。

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?

圖解:海王星的內部結構,圖源:NASA

大氣中的甲烷氣體使海王星呈現出藍色的外觀。我們知道太陽光是由一系列顏色組成的,這些顏色會被某些材料吸收並被其他材料反射,而甲烷會吸收光譜中的紅色。當陽光穿透甲烷氣體時,紅色被吸收,藍色被反射,因此使整個行星呈現出藍色。因為漂浮在大部分甲烷之上,高層大氣中的縷狀的雲看起來是白色的。

海王星上層大氣的溫度是-355華氏度(-215攝氏度)。從那裡開始,大氣層向星球內部延伸數千英里。越接近內部,氣溫就越高。當其大氣壓力與地球表面的大氣壓力大致相同時,海王星上的溫度足以使甲烷形成雲。

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?

圖解:海王星,圖片來自哈勃太空望遠鏡。圖解: L. Sromovsky & NASA

在雲層之下,大氣層向下延伸數千英里,壓力和溫度會逐漸升高。但是大氣永遠不會到達固體或是液體表面,相反,它逐漸與一個古怪的海洋融合。這片海洋既不完全是氣體,也不完全是液體。它大約位於大氣深度6000英里(10000公里)。這片海洋由水、甲烷和氨組成。溫度可高達4500°F(2500°C)。海王星可能有一個大小類似於地球的岩石核心,核芯溫度可達到15000°F(8000°C)。

海衛一,冰火山的世界

海衛一是海王星最大的衛星。它比地球的衛星-月球-稍小,直徑約1700英里(2700公里)。它繞海王星旋轉一週需要花費5天20小時。

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?

圖解:海衛一,圖源:NASA

以上內容儘管很乏味,但是海衛一是一顆非常不尋常的衛星。大多數衛星的軌道與行星的旋轉方向相同,但是海衛一卻以相反的方向環繞海王星。一些科學家認為海衛一的軌道之所以不同,是因為它曾經是一顆獨立行星,被海王星引力捕獲後成為它的衛星。

海衛一的另一個不尋常特徵是其表面的冰火山。圖片展示了火山噴發將物質噴射到5英里外(8公里)的太空中。這些物質包括冷凍氮、塵埃顆粒和來自海衛一內部的其他材料,這些物質有一定的溫度。為了解釋這種溫度的產生,科學家引用了一種叫做潮汐摩擦的現象。

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?

圖解:海衛一的軌道和運轉方向(紅)與大多數衛星的軌道(綠)的比較

當物體的形狀在重力作用下發生改變時,就會產生潮汐摩擦。更準確地說,潮汐摩擦是形狀變化中的阻力。海王星的引力對海衛一產生了拉伸。由於海衛一圍繞海王星的軌道是略為橢圓的,引力拉伸的程度也在不斷變化。(當海衛一靠近海王星時,引力對它拉伸增加,當海衛一遠離海王星時,拉伸減少。)拉伸程度的變化中產生摩擦阻力加熱了海衛一的內部。

儘管海衛一內部溫度很高,但它的表面卻很冷。溫度約為-391華氏度(-235攝氏度)。海衛一的表面可能比冥王星還要冷(海衛一通常比冥王星更接近太陽。但是海衛一的表面高度反射)。

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?

圖解:海衛一是一個地質活躍的衛星,其表面年輕複雜

海衛一的部分表面有褶皺,其他部分似乎被冰凍的湖泊所覆蓋。在這些地方,水可能從海衛一的內部噴發出來,然後凍結起來變得像岩石一樣堅硬。海衛一的大部分表面都被白雪覆蓋。因為海衛一的表面太冷了,所以雪不是由水形成。相反,科學家認為雪是由凍結在大氣中的氮晶體組成的。海衛一結冰表面反射的陽光使它成為太陽系中最白的天體之一。

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?

圖解:海衛一表面的撞擊坑很少,說明其表面活動劇烈

海衛一另一個不尋常之處是它擁有一個主要成分是氮氣的稀薄大氣層。大多數衛星太小,不足以維持住大氣層。但是海衛一表面太冷了,即使是它微弱的引力也能將它的氮氣大氣層維持數十億年。

海王星的其他衛星及其行星環

除了海衛一,海王星還有十二個衛星。比海衛一離海王星更近的衛星是:Naiad(海衛三), Thalassa(海衛四), Despina(海衛五), Galatea(海衛六), Larissa(海衛七), 和 Proteus(海衛八)。軌道距離較遠的衛星有:Nereid(海衛二), Halimede(海衛九), Sao(海衛十一), Laomedeia(海衛十二), Psamathe(海衛十), 和Neso(海衛十三)。

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?

圖解:海王星的行星環,圖源NASA

海王星最小的衛星海衛十是在2003年由茂納凱亞天文臺(Mauna Kea Observatory)發現的。它的直徑只有24英里(38公里)。它的軌道距離海王星約3000萬英里(4800萬公里)。只有海衛十三在比他更遠的軌道上繞海王星運行。

海王星周圍有四個稀薄行星環。這些環很可能是由灰塵、沙粒和小冰粒組成的。它們也可能含有岩石和巨石。這些環可能是由隕石撞擊裡層軌道的衛星後產生的爆炸的碎片形成的。它們也可能是由很久以前破裂的衛星的碎片形成的。

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?

圖解:從海衛一上看海王星的模擬視圖

與大多數看起來光滑均勻的行星環不同,海王星最外層的環有三條明亮的弧線。這些弧可能是由海衛六引起的,它正好在環的內部運行。海衛六和環之間的複雜引力作用可能導致環中可以反射光的冰凝結在一起。這種相互作用也會影響衛星的軌道。

旅行者2號對海王星的短暫探索,無疑有助增加我們對這顆行星的瞭解。但關於海王星還有很多事情仍然是個謎。下一次訪問——可能是在2030年左右,或者更晚一些——無疑將揭示這顆位於太陽系邊緣的藍色行星的更多信息。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. thetimenow- The Timenow- Anuraplant

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