什麼是海王星?概念、特徵、發現、結構、大氣和氣候
我們解釋有關海王星的一切,包括它的發現、結構、大氣和氣候。還有它的環和衛星。
海王星被五個環的結構包圍。
海王星是什麼行星?
海王星是太陽系中離太陽最遠、第四大的行星。它是所謂的外行星或氣態行星的一部分,即位於小行星帶之外的行星,小行星帶將它們與固體行星分開。它有五個由塵埃和岩石組成的細長環,14 個天然衛星或衛星,質量是地球的 17 倍。
海王星距離太陽 45 億公里,因此光走完這段路程需要 4 小時 10 分鐘。完成其自轉運動需16小時(海王星日),完成繞太陽公轉一週(海王星年)需165個地球年。 2011年,它完成了自1846年被發現以來的首次軌道運行。
另請參閱:天文學
海王星的發現
海王星於 1846 年 9 月 23 日被德國天文學家約翰·加勒(Johann Galle,1812-1910)正式發現。這是第一顆透過數學預測而非天空天文觀測定位的行星。
1839 年左右,法國天文學家和數學家 Urbain Le Verrier(1811-1877)進行了大量的數學研究,使他能夠確定太陽系中行星軌道的所有變化。因此,他能夠驗證行星軌道的運行符合開普勒定律和牛頓引力理論,但有一個例外:天王星。
天王星的這種特殊特徵導致勒維耶假設存在一顆未知行星,因為只有這樣的引力影響才能解釋天王星的不規則行為。
以天王星軌道的擾動為起點,勒維耶得以計算出這顆未知行星的位置。於是他請德國天文學家約翰‧戈特弗里德‧加勒幫他證實他的預測。 1846 年 9 月 23 日夜間,加勒和他的助手海因里希·路易斯·達雷斯特 (Heinrich Louis d'Arrest,1822-1875) 終於能夠第一次觀察到這顆行星。
海王星的結構
海王星的大氣層是一層厚厚的碳氫化合物氣體。
海王星的內部結構與其鄰近的行星天王星相似。它的岩石核心被冰凍的地函覆蓋,而地函又處於厚厚的大氣層之下。
海王星的內部主要由液態的水、氨和甲烷組成。核心被認為是固體,主要由岩石和金屬組成。
海王星的大氣和氣候
海王星的大氣層主要由氫、氦和甲烷組成。其特有的藍色色調主要是由於甲烷吸收紅光並反射藍光。
1989年,航海家2號太空探測器發現了一個巨大的黑點,這是由一場巨大的風暴造成的,周圍環繞著白色的冰凍甲烷層。哈伯太空望遠鏡對海王星的最新觀察表明,該斑點已經隨著時間的推移而消失。
然而,此後在這個星球上觀察到了其他類似的風暴,包括北半球的另一個黑點,後來被哈伯望遠鏡發現,這表明這些事件可能會隨著時間的推移而發生和消失。
海王星氣候的特徵是平均氣溫為-218°C,大氣中存在巨大的風暴。這些風速可達每小時 2,000 公里,是太陽係有記錄以來最快的風速之一。它的速度被認為是由於海王星距太陽較遠以及行星的快速自轉造成的。
海王星衛星
海王星周圍 99% 的質量都位於海衛一周圍。
海王星共有14顆天然衛星,這些衛星皆以希臘羅馬神話中的神命名。最重要的是海衛一,它佔海王星軌道上總質量的 99%。它的特點是溫度低且大部分錶面被冰覆蓋。
海衛一是在發現海王星幾天後由英國人威廉·拉塞爾(William Lassel,1799-1880)發現的,是太陽系中最大的衛星之一。它具有逆行軌道(即,它以與行星相反的方向旋轉)這一事實表明,在某個時刻它是一顆行星,然後被海王星的引力捕獲。
其他衛星有 Nereid(1949 年發現)、Larissa(1981 年發現)、Naiad、Thalassa、Despina、Galatea 和 Proteus(1989 年因航行者 2 號太空探測器飛越而發現)、Halímedes、Sao、Laomedeia、Psámate 和Nessus(2002年至2003年發現)和Hippocampus(2013年發現)。
海王星戒指
海王星的五個光環於 1989 年被發現,並以對海王星知識做出重要貢獻的天文學家的名字命名:加勒、勒維耶、拉塞爾、阿拉戈和亞當斯。
這些環非常微弱,因為它們主要由灰塵和岩石組成(不會反射大量的光)。因此,它們比土星環要暗得多,從地球上看也不太明顯,土星環主要由冰組成,確實反射了大量的光。