天王星:243年后,新的发现挑战了我们的认知

   日期:2025-04-17     来源:本站    作者:admin    浏览:74    
核心提示:    1781年,德国出生的英国天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)发现了天王星,这是第一颗借助望远镜发现的行星。这颗

  

  1781年,德国出生的英国天文学家威廉·赫歇尔(William Herschel)发现了天王星,这是第一颗借助望远镜发现的行星。这颗寒冷的行星是我们太阳系的第三大行星,243年后的今天,它仍然是一个谜。一些我们认为我们知道的事实证明是错误的。

  1986年,美国宇航局的“旅行者2号”探测器对天王星进行了为期五天的飞越,收集了很多关于天王星的知识。但科学家们现在发现,探测器在一个不寻常的条件下访问了天王星——一个强烈的太阳风事件——这导致了对天王星,特别是其磁场的误导性观察。

  太阳风是从太阳发出的带电粒子流。研究人员重新审视了旅行者2号访问天王星前后8个月的数据,发现它在太阳风将其磁层(行星的保护性磁泡)压扁至正常体积的20%后几天就遇到了天王星。

  “我们发现,在飞越期间出现的太阳风条件只发生在4%的时间里。美国宇航局喷气推进实验室的太空等离子体物理学家杰米·亚辛斯基说:“这次飞越发生在整个8个月的太阳风强度最高峰期间。”他是周一发表在《自然天文学》杂志上的这项研究的主要作者。

  亚辛斯基说:“如果旅行者2号早一周到达,我们就能观察到更大的磁层。”

  研究人员说,这样的访问可能会显示天王星的磁层与木星、土星和海王星(太阳系的其他巨行星)的磁层相似。磁层是行星周围的一个空间区域,在那里行星的磁场占主导地位,形成一个防止太阳和宇宙粒子辐射的保护层。

  旅行者2号的观测给人们留下了一个错误的印象,认为天王星的磁层缺乏等离子体,而且拥有异常强烈的高能电子带。

  等离子体是继固体、液体和气体之后的第四种物质状态,是一种原子分裂成高能亚原子粒子的气体。等离子体在其他行星的磁层中是一种常见的特征,所以在天王星周围观察到的等离子体浓度低令人费解。

  亚辛斯基说:“任何行星磁层的等离子环境通常是由太阳风的等离子体、磁层内卫星的等离子体和行星大气层的等离子体组成的。”

  “在天王星上,我们没有看到来自太阳风或卫星的等离子体。而且测量到的等离子体非常脆弱。”

  天王星是蓝绿色的,因为它的大气层主要由氢和氦组成,大气中含有甲烷,天王星的直径约为31,500英里(50,700公里)。它大到足以容纳63个地球。在太阳系的八大行星中,只有木星和土星比它大。

  它不寻常的倾斜使天王星看起来像一个滚动的球一样绕着太阳运行。天王星的轨道距离太阳的距离是地球的近20倍,已知有28颗卫星和两组光环。

  旅行者2号的观测表明,它的两颗最大的卫星——泰坦尼亚和奥伯龙——经常在磁层外运行。新的研究表明,它们倾向于呆在保护泡内,这使得科学家更容易用磁场探测潜在的地下海洋。

  喷气推进实验室的行星科学家、该研究的合著者科里·科克伦说:“这两颗卫星都被认为是天王星系统中存在液态水海洋的主要候选者,因为它们相对于其他主要卫星来说体积更大。”

  科学家们渴望了解外太阳系卫星上的地下海洋是否具有适合生命生存的条件。10月14日,美国宇航局发射了一艘宇宙飞船,前往木星的卫星木卫二,以解决这个问题。

  亚辛斯基说:“未来的天王星任务不仅对了解这颗行星和磁层,而且对了解它的大气、光环和卫星都至关重要。”

 
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