天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

作為太陽系的第七顆行星被人所知的天王星,因為距離地球太過遙遠,估計有很多人都不知曉它的特徵吧。

與擁有著太陽系中最大體積的木星,和以環出名的土星相比,位於外側的天王星和海王星顯得有些不起眼。

但即使如此,在它們周圍也環繞著許多比地球大上好幾倍的衛星。

天王星擁有著許許多多有趣的特徵,但不管怎麼說,最有趣的還是——它躺著自轉!

它是如何在這種狀態下公轉的呢?

這回就以天王星的特徵為主題,它的自轉軸為中心來做個歸納總結吧!

講解天王星的特徵!

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:旅行者2號於1986年拍攝的天王星

天王星,是太陽系從內數起的第七顆行星。它的特徵可以像這樣簡單的逐條列清:

英文名稱:Uranus(來自於古希臘神話中的天空之神烏拉諾斯)

分類:冰質巨行星

發現年份:1781年

發現者:威廉·赫歇爾

最大星等:5.6

公轉週期:84年

衛星數量:27個

大小:太陽系中第三大行星

表面溫度:68K(開爾文)

大氣組成:氫83%、氦15%、甲烷2%

由於天王星在距地球最近時是肉眼可見的,因此它很早就為人所知,但也只不過被當作構成遙遠的金牛座的群星中的一個罷了。

首個通過觀測將天王星認定為行星的是天文學者威廉·赫歇爾。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:威廉·赫歇爾,天王星的發現者。

赫歇爾本人起初也認為它是一顆彗星,但隨著觀測的深入,他發現它的運行軌道與計算出的彗星軌道存在差異。再假設其按行星圓形軌道運行,進行重新觀測,終於得出了這是一個新行星的結論。

烏拉諾斯(Uranus)的來源

天王星的英文名稱Uranus是指在古希臘神話中登場的天空之神烏拉諾斯。

傳說是最先統領全宇宙的原初眾神們的王,體型也非常巨大,把整個宇宙當衣服穿(笑)。

雖說眾神之王的宙斯最富盛名,但烏拉諾斯似乎更為強大。

神界規模如此龐大,真要打起來哪一方會更強呢?

當然,肯定不會是在某美少女戰士中出現的某金色短髮美少女咯。

自轉軸傾斜98度,還躺著公轉!

要說天王星最大的特徵那還是它的自轉軸傾斜角度。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:天王星自轉軸的傾斜-上圖為天王星軌道的側視圖。

如圖所示,天王星自轉軸與黃道面呈98度傾斜,幾乎呈一個躺倒的狀態。

天王星的自轉軸為何會有如此大幅度的傾斜,其原因至今還未被查明。

目前為止最被廣泛公認的解釋是大碰撞假說。

提起大碰撞假說,人們會想到它是月球成因的一說,而天王星,也被認為和月球一樣是於巨大天體的形成初期遭到撞擊,然後一直保持被“撞倒”的狀態。

但是,天王星是遠遠大於地球的天體。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:哈勃空間望遠鏡的天王星影像,可以看見雲帶、環和一些衛星。

根據計算機模擬得出的結論,能讓天王星一下子傾斜90度以上的天體撞擊,只有一次的話是與計算結果不符的,至少要有兩次撞擊。

能讓天王星這等規模的行星傾斜90度以上的,得是多麼大的天體啊。

而且這樣的撞擊還發生了兩次,真是讓人深切認識到太陽系的誕生初期是多麼恐怖的一個時代啊。

天王星上沒有晝夜之分?

自轉軸傾斜90度,放在地球上來說就是始終保持在北極面對著太陽的情況下自轉。

要說這意味著什麼,那就是,天王星上不存在晝夜之分。

嚴格上來說,在84年的公轉週期中,兩極地區有約42年的時間始終是極晝/極夜。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:地球和天王星大小的比較。

這也是為什麼天王星的表面和其它氣態行星相比顯得更加平坦。

沒有了晝夜之分,就很少有氣溫變化,也幾乎不會有云形成。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:天王星的春分

能為這一說提供證據的是,在2007年,天王星正好迎來春分,因在躺倒的狀態下公轉,在經過春風點時,自轉軸正好與太陽光線方向呈垂直。

在這一瞬間,天王星終於迎來了晝夜交替。

在2011年的觀測中觀測到了因氣溫變化而形成的巨大雲彩,科學家推測該雲彩可能由甲烷組成。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:天王星大氣層的對流層和平流層低層的溫度曲線圖,數層的雲和霾也表示在圖中。

研究還顯示,儘管兩極地區持續接受太陽光照射,但赤道地區的溫度依舊比兩極地區要高。

這一現象至今始終沒有明確解釋,它和自轉軸傾斜的原因一樣都是天王星最大的未解之謎。

自轉軸大幅度傾斜的天體有哪些?

天王星的自轉軸與黃道面呈98度角已十分令人震驚。

但在太陽系中,自轉軸傾斜90度根本不算什麼,還有傾斜180度的行星呢。

那就是各位所熟知的金星。

金星的自轉軸傾斜角為177度,也就是說它幾乎是倒立著自轉的,所以在金星上的日升日落的方向和地球上是相反的。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:天王星的環。最外層是明亮的ε環,還可以看見另外的9個環。

天王星躺著自轉,金星倒立著自轉,實在是不可思議。這兩顆行星可能都不走運吧(笑)

※順便一提,除了自轉軸幾乎不存在傾斜,基本垂直於黃道面,直立公轉的行星——水星和木星以外,剩下的4顆行星(含地球)的自轉軸都約有20~30度的傾斜。

總結

本文主要以自轉軸的傾斜為中心介紹了天王星的特徵。

由於天王星位於土星外側,還沒能對其進行詳細的探索調查和觀測,所以至今還有許多未解之謎。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:旅行者2號在1986年觀察到的天王星磁場。

最接近天王星的探測器是1977年NASA發射的旅行者2號探測器,它探測發現了以前未知的10個衛星和天王星的兩個環。

但在旅行者2號之後就再無探訪天王星的計劃。其中緣由多是因為探索太空要花上一筆巨大的預算,還不如先探索火星、木星的衛星系統。

天王星,它究竟是勤奮還是懶?一天到頭躺著轉?

圖解:近乎天然顏色(左)和在長波下(右)的天王星南半球,顯示出旅行者2號在大氣層中看見的微弱雲帶和羽冠。

當然,筆者不希望再這麼忽視天王星和海王星,畢竟它頂了個“天空之神”那麼神氣的名字啊!

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. hideo002-梓現

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