论文部分内容阅读
海王星探测
1989年8月25日，旅行者－2探测器到达距海王星最近的地点，它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌。这是人类首次用空间探测器探测海王星，因为这是旅行者-2所要飞近的最后一个主要行星，也就没有后续轨道限制了。它的轨道非常接近海卫一(它是太阳系质量最大的卫星)，正如旅行者－1飞越土星和它的卫星土卫6时所选择的轨道那样。它发现了海王星的6颗新卫星，使其小卫星总数增至8颗。它首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。人类所知的全部关于海王星的信息大部分来自旅行者－2这次短暂的顺访。
在1989年7月～9月，旅行者-2发现海王星的6个新卫星中，形状不规则的海卫8以拥有在其密度下不会被它自身的引力变成球体的最大体积而出名。尽管它是质量第二大的海王星卫星，它只是海卫1质量的1／400。最靠近海王星的4个卫星——海卫三、四、五和六，轨道部在海王星的环之内。第二靠外的海卫七在1981年它掩星的时候被观察到。起初掩星的原因被归结为行星环上的弧，但据1989年旅行者-2的观察，才发现是由卫星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之间发现的5个新的形状不规则卫星。
从旅行者-2拍摄的6000多幅海王星照片中发现，海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区，它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转，每转360。需10天。海王星也有磁场和辐射带，大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定，大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋，跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。
海王星有太阳系最强烈的风，旅行者一2测量到的时速高达2100千米。海王星云顶的温度是－218℃，因为距离太阳系最远，它所接受的太阳光照比地球上微弱1000倍(仍然非常明亮，视星等－21)，是太阳系最冷的地区之一。这个现象和科学家们的原有的期望不符。曾经普遍认为行星离太阳越远，驱动风暴的能量就应该有越少。木星上的风速已达数百千米川、时，而在更加遥远的海王星上，科学家发现风速没有更慢而是更快了(1600千米／小时)。这种明显反常现象的一个可能原因是，如果风暴有足够的能量，将会产生湍流，进而减慢风速(正如在木星上那样)。 然而在海王星上，太阳能过于微弱，一旦开始刮风，它们遇到很少的阻碍，从而能保持极高的速度。海王星释放的能量比它从太阳得到的还多，因而这些风暴也可能有着尚未确定的内在能量来源。但海王星核心的温度约为7000度，可以和太阳的表面比较，也和大多数已知的行星相似。
在旅行者-2飞越海王星的期间，发现该行星上最明显的特征就是在南半球有大黑斑(它是一个欧亚大陆大小的飓风系统)，并对海王星南半球的大黑斑和木星的大红斑做了比较。这个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米每秒的速度把大黑斑向西吹动。探测器还在南半球发现一个较小的黑斑和以大约16小时环绕行星一周的速度飞驶的小团白色烟雾，它或许是一团从大气层低处上升的羽状物。不过，1994年“哈勃”对海王星的观察显示出大黑斑竟然消失了!大黑斑起初被认为是一大块云，而据后来推断它应该是可见云层上的一个孔洞，或许就这么消散了，或许暂时被大气层的其他部分所掩盖。大黑斑失踪的原因尚未知晓。一种可能的理论是来自行星核心的热传递扰乱了大气均衡并且打乱了现有的循环样式。几个月后“哈勃”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。
“滑行车”是位于大黑斑更南面的另一场风暴，是一组白色云团。1989年，当它在旅行者-2造访前的那几个月被发现时，就被命名了这个绰号，因为它比大黑斑移动得更快。随后图像显示出还有比“滑行车”移动得更快的云团。小黑斑是一场南部的飓风风暴，在1989旅行者－2访问期间强度排在第二位。它最初是完全黑暗的，但在“旅行者”接近过程中，一个明亮的核心逐渐形成，并且出现在大多数最高分辨率的图像上。
2007年叉发现海王星的南极比其表面平均温度(大约为200℃)高出约10度。这样高出10度的温度足以把甲烷释放到太空，而在其它区域海王星的上层大气层中甲烷是被冻结着的。这个相对热点的形成是因为海王星的轨道倾角使得其南极在过去的40年受到太阳光照射，而一海王星年相当于165地球年。随着海王星慢慢地移近太阳，它南极将逐渐变暗，并且换成北极被太阳光照亮，这将使得甲烷释放区域从南极转移到北极。
通过旅行者－2发现海王星也有光环，但十分暗淡，与土星比起来相去甚远。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。这些环有一个特别的“堆状”结构，其起因目前不明，但也许可以归结于附近轨道上的小卫星的引力相互作用。最外层的圆环叫亚当斯，它包含三段名为自由、平等、博爱的显著弧。弧的存在非常难于理解，因为运动定律预示弧应在不长的时间内变成分布一致的圆环。目前认为环内侧的海卫6的引力作用束缚了弧的运动。
旅行者－2还发现，除了狭窄的、距海王星中心63000千米的亚当斯环之外， 勒维耶环距中心53000千米，更宽、更暗的伽勒环距中心42000千米。勒维耶环外侧的8音淡圆环被命名为拉塞尔：再往外是距中心57000千米的Arago环。
2005年新发表的在地球上观察的结果表明，海王星的环比原先以为的更不稳定。凯克天文台在2002年和2003年拍摄的图像显示，与旅行者-2拍摄时相比，海王星环发生了显著的退化。
旅行者－2还飞向海卫一进行了考察，发现海卫1是太阳系中唯一一颗沿行星自转方向逆行的大卫星，也是太阳系中最冷的天体。它比原来想像的更亮、更冷和更小，表面温度为240℃，部分地区被水冰和雪覆盖，时常下雪；上面有3座冰火山，曾喷出过冰冻的甲烷或氮冰微粒，喷射高度有时达32千米；可能存在液氮海洋和冰湖，到处都有断层、高山、峡谷和冰川，这表明海卫一上可能发生过类似的地震；有一层由氮气组成的稀薄大气层，它的极冠被冻结的氮形成一个耀眼的白色世界。 (完)
1989年8月25日，旅行者－2探测器到达距海王星最近的地点，它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌。这是人类首次用空间探测器探测海王星，因为这是旅行者-2所要飞近的最后一个主要行星，也就没有后续轨道限制了。它的轨道非常接近海卫一(它是太阳系质量最大的卫星)，正如旅行者－1飞越土星和它的卫星土卫6时所选择的轨道那样。它发现了海王星的6颗新卫星，使其小卫星总数增至8颗。它首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。人类所知的全部关于海王星的信息大部分来自旅行者－2这次短暂的顺访。
在1989年7月～9月，旅行者-2发现海王星的6个新卫星中，形状不规则的海卫8以拥有在其密度下不会被它自身的引力变成球体的最大体积而出名。尽管它是质量第二大的海王星卫星，它只是海卫1质量的1／400。最靠近海王星的4个卫星——海卫三、四、五和六，轨道部在海王星的环之内。第二靠外的海卫七在1981年它掩星的时候被观察到。起初掩星的原因被归结为行星环上的弧，但据1989年旅行者-2的观察，才发现是由卫星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之间发现的5个新的形状不规则卫星。
从旅行者-2拍摄的6000多幅海王星照片中发现，海王星南极周围有两条宽约4345千米的巨大黑色风云带和一块面积有如地球那么大的风暴区，它们形成了像木星大红斑那样的大黑斑。这块大黑斑沿中心轴向逆时针方向旋转，每转360。需10天。海王星也有磁场和辐射带，大部分地区有像地球南北极那样的极光。海王星的大气层动荡不定，大气中含有由冰冻甲烷构成的白云和大面积气旋，跟随在气旋后面的是时速为640千米的飓风。
海王星有太阳系最强烈的风，旅行者一2测量到的时速高达2100千米。海王星云顶的温度是－218℃，因为距离太阳系最远，它所接受的太阳光照比地球上微弱1000倍(仍然非常明亮，视星等－21)，是太阳系最冷的地区之一。这个现象和科学家们的原有的期望不符。曾经普遍认为行星离太阳越远，驱动风暴的能量就应该有越少。木星上的风速已达数百千米川、时，而在更加遥远的海王星上，科学家发现风速没有更慢而是更快了(1600千米／小时)。这种明显反常现象的一个可能原因是，如果风暴有足够的能量，将会产生湍流，进而减慢风速(正如在木星上那样)。 然而在海王星上，太阳能过于微弱，一旦开始刮风，它们遇到很少的阻碍，从而能保持极高的速度。海王星释放的能量比它从太阳得到的还多，因而这些风暴也可能有着尚未确定的内在能量来源。但海王星核心的温度约为7000度，可以和太阳的表面比较，也和大多数已知的行星相似。
在旅行者-2飞越海王星的期间，发现该行星上最明显的特征就是在南半球有大黑斑(它是一个欧亚大陆大小的飓风系统)，并对海王星南半球的大黑斑和木星的大红斑做了比较。这个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米每秒的速度把大黑斑向西吹动。探测器还在南半球发现一个较小的黑斑和以大约16小时环绕行星一周的速度飞驶的小团白色烟雾，它或许是一团从大气层低处上升的羽状物。不过，1994年“哈勃”对海王星的观察显示出大黑斑竟然消失了!大黑斑起初被认为是一大块云，而据后来推断它应该是可见云层上的一个孔洞，或许就这么消散了，或许暂时被大气层的其他部分所掩盖。大黑斑失踪的原因尚未知晓。一种可能的理论是来自行星核心的热传递扰乱了大气均衡并且打乱了现有的循环样式。几个月后“哈勃”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。
“滑行车”是位于大黑斑更南面的另一场风暴，是一组白色云团。1989年，当它在旅行者-2造访前的那几个月被发现时，就被命名了这个绰号，因为它比大黑斑移动得更快。随后图像显示出还有比“滑行车”移动得更快的云团。小黑斑是一场南部的飓风风暴，在1989旅行者－2访问期间强度排在第二位。它最初是完全黑暗的，但在“旅行者”接近过程中，一个明亮的核心逐渐形成，并且出现在大多数最高分辨率的图像上。
2007年叉发现海王星的南极比其表面平均温度(大约为200℃)高出约10度。这样高出10度的温度足以把甲烷释放到太空，而在其它区域海王星的上层大气层中甲烷是被冻结着的。这个相对热点的形成是因为海王星的轨道倾角使得其南极在过去的40年受到太阳光照射，而一海王星年相当于165地球年。随着海王星慢慢地移近太阳，它南极将逐渐变暗，并且换成北极被太阳光照亮，这将使得甲烷释放区域从南极转移到北极。
通过旅行者－2发现海王星也有光环，但十分暗淡，与土星比起来相去甚远。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。这些环有一个特别的“堆状”结构，其起因目前不明，但也许可以归结于附近轨道上的小卫星的引力相互作用。最外层的圆环叫亚当斯，它包含三段名为自由、平等、博爱的显著弧。弧的存在非常难于理解，因为运动定律预示弧应在不长的时间内变成分布一致的圆环。目前认为环内侧的海卫6的引力作用束缚了弧的运动。
旅行者－2还发现，除了狭窄的、距海王星中心63000千米的亚当斯环之外， 勒维耶环距中心53000千米，更宽、更暗的伽勒环距中心42000千米。勒维耶环外侧的8音淡圆环被命名为拉塞尔：再往外是距中心57000千米的Arago环。
2005年新发表的在地球上观察的结果表明，海王星的环比原先以为的更不稳定。凯克天文台在2002年和2003年拍摄的图像显示，与旅行者-2拍摄时相比，海王星环发生了显著的退化。
旅行者－2还飞向海卫一进行了考察，发现海卫1是太阳系中唯一一颗沿行星自转方向逆行的大卫星，也是太阳系中最冷的天体。它比原来想像的更亮、更冷和更小，表面温度为240℃，部分地区被水冰和雪覆盖，时常下雪；上面有3座冰火山，曾喷出过冰冻的甲烷或氮冰微粒，喷射高度有时达32千米；可能存在液氮海洋和冰湖，到处都有断层、高山、峡谷和冰川，这表明海卫一上可能发生过类似的地震；有一层由氮气组成的稀薄大气层，它的极冠被冻结的氮形成一个耀眼的白色世界。 (完)