<p class="ql-block">天王星和海王星這兩顆遠(yuǎn)日行星，在太陽系八大行星中，他們兩個非常相似，大小相仿顏色接近，都有10來到20幾顆衛(wèi)星，都是冰巨星表面溫度都非常低，甚至有天文學(xué)家認(rèn)為這么兩顆相似的行星，都出現(xiàn)在太陽系的接近的地方不夠合理。</p><p class="ql-block">他們有接近相同成分的大氣，分別由氫、氦氣和甲烷組成。天王星大氣中三者比例為83%、15%、2%；而海王星為80%、19%和1.5%。</p><p class="ql-block">這2%和1.5%的甲烷比例，使得天王星呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色，讓海王星呈現(xiàn)出深藍(lán)色。</p><p class="ql-block">除了部分相同和相似點，當(dāng)然這兩顆冰巨星更多的是各自的獨特性。</p> <h1><b>天王星的自白：</b></h1><p class="ql-block">1.我家很遠(yuǎn)：離太陽平均距離大約29億公里，離地球26億。</p><p class="ql-block">2.我是冰美人：我是太陽系最冷的行星，我有藍(lán)色大理石的迷人色彩，但那是零下224℃冰的顏色。</p><p class="ql-block">3.太陽從西面出來：人家都是從西往東轉(zhuǎn)，而我是從東往西轉(zhuǎn)，金星是跟我學(xué)的。</p><p class="ql-block">4.還是躺著舒服：我的自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)平面幾乎平行，人家就說我躺著公轉(zhuǎn)。這樣我的光環(huán)就和土星不一樣，咱是立起來的。</p><p class="ql-block">5.不一樣的磁場：有多個磁極，59度磁偏角，就是說磁極離兩極很遠(yuǎn)，這點跟地球差距很大，但磁場強度跟地球差不多。</p><p class="ql-block">6.咱也自帶光環(huán)：在地球上看不到天王星的光環(huán)，但實際上有比較暗淡的光環(huán)，而且是多個光環(huán)。</p><p class="ql-block">7.瞧我們這一家子：27顆衛(wèi)星，光旅行者探測器這次過去就給發(fā)現(xiàn)了10顆衛(wèi)星。有五個衛(wèi)星明顯比其他的大，最大的天衛(wèi)3，直徑有1500多公里,但大部分衛(wèi)星直徑只有幾公里到幾十公里。</p><p class="ql-block">8.我到底有沒有狐臭：我的大氣很復(fù)雜，對流層、平流層、增溫層、電離層……我大氣仍以氫氦為主，可能有點硫化氫，但臭不臭沒人聞過，說我有狐臭尚屬謠言。</p> <h1><b>《大眾天文學(xué)》</b></h1><p class="ql-block">在這章一開始就講了一個在英國生活的德國少年威廉.赫歇爾的故事，這個以演奏風(fēng)琴為職業(yè)的年輕人卻愛好數(shù)學(xué)和天文。他想擁有觀測星球的望遠(yuǎn)鏡，但錢不夠，他決定自己做望遠(yuǎn)鏡，圖片上就是他1774年做的像超級大炮一樣的望遠(yuǎn)鏡，1781年他就是用自制望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了天王星。</p><p class="ql-block">他成名了，不再從事音樂而成了天文學(xué)家和望遠(yuǎn)鏡的制造商，他制造出了是當(dāng)時世界上最大的望遠(yuǎn)鏡，用這個望遠(yuǎn)鏡，第2天他就發(fā)現(xiàn)了土星的第6顆衛(wèi)星，連他妹妹都用此發(fā)現(xiàn)了一顆彗星。</p><p class="ql-block">實際上，天王星的發(fā)現(xiàn)還是曲曲折折的，以前也有天文學(xué)家觀測到過許多次但他們都沒想到，這是一顆行星，連發(fā)現(xiàn)者本人最開始看到這顆星體的時候，認(rèn)為它是一顆恒星或者是一顆彗星。因為當(dāng)時的天文學(xué)家都根深蒂固的認(rèn)為，太陽系的行星只有6顆。</p> <h1><b>《行星》</b></h1><p class="ql-block">而《行星》也是從一個故事講起，F(xiàn)ar far away……很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方，也很冷很黑暗，但是那里有太陽系的兩顆大的行星，地球上的人們就很想去拜訪一下他們，于是就在1977年8月底9月初發(fā)射了兩顆旅行者號探測器，一路探測木星土星天王星和海王星和眾多衛(wèi)星。一路可以拜訪這么多星體的原因，是天文學(xué)家，利用170多年一遇的行星聯(lián)珠，這個時候遠(yuǎn)處的這幾顆大行星正好在接近一條直線上。</p><p class="ql-block">旅行者探測器發(fā)現(xiàn)天王星是個永久冷凍的冰巨星，是太陽系最冷的行星，</p><p class="ql-block">表面最低溫度為-224度。</p><p class="ql-block">天王星也有衛(wèi)星環(huán)，但比較暗淡，不容易從地球上發(fā)現(xiàn)，直到1977年才發(fā)現(xiàn)。旅行者2號花了8年多時間，才給這顆最冷的星球帶來了地球的問候。</p> <p class="ql-block">圖為天王星和地球的大小相比較。</p><p class="ql-block">天文學(xué)家根據(jù)旅行者號提供的數(shù)據(jù)得出，天王星的標(biāo)準(zhǔn)模型結(jié)構(gòu)包括三個層面：在中心是巖石的核，中間是冰的地函，最外面是氫/氦組成的外殼。相較之下核非常的小，只有0.55地球質(zhì)量，半徑不到天王星的20%；地函則是個龐然大物，質(zhì)量大約是地球的13.4倍；而最外層的大氣層則相對上是不明確的，大約擴展占有剩余20%的半徑，但質(zhì)量大約只有地球的0.5倍?？茖W(xué)家們還猜想，天王星里面有一個很大的溫度有幾千度液態(tài)海洋，科學(xué)家的猜想有時很夸張。</p> <p class="ql-block"><b>天王星的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)</b></p><p class="ql-block">天王星每84個地球年環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)一周，與太陽的平均距離大約30億公里，陽光的強度只有地球的1/400。</p><p class="ql-block">天王星內(nèi)部的自轉(zhuǎn)周期是17小時又14分，但天王星上部的大氣層朝自轉(zhuǎn)的方向有非常強的風(fēng)。所以有些緯度，感覺天王星表面14個小時就能自轉(zhuǎn)一周。</p><p class="ql-block">天王星是躺在軌道平面上自轉(zhuǎn)的，自轉(zhuǎn)傾角97.77°，這使得它的季節(jié)變化完全不同于其他的行星。當(dāng)天王星在至日（相當(dāng)于地球的春分和秋分）前后時，一個極點會持續(xù)的指向太陽，另一個極點則背向太陽。只有在赤道附近（大約南北緯度8°）狹窄的區(qū)域內(nèi)可以體會到迅速的日夜交替；其余地區(qū)則是長晝或長夜，沒有日夜交替。運行到軌道的另一側(cè)時，換成軸的另一極指向太陽；每一個極都會有被太陽持續(xù)的照射42年的極晝，而在另外42年則處于極夜。</p> <p class="ql-block"><b>天王星的行星</b></p><p class="ql-block">目前天王星有27顆已知的衛(wèi)星，其中最大最規(guī)則的五顆是在1948年前發(fā)現(xiàn)的。1787年英國天文學(xué)家兼音樂家威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)了其中最大的兩顆衛(wèi)星，天衛(wèi)三和天衛(wèi)四，其中天衛(wèi)三是天王星最大的衛(wèi)星，直徑為1,578 千米，列太陽系第八大衛(wèi)星。1851年英國天文學(xué)家威廉·拉塞爾發(fā)現(xiàn)了天王星的外兩顆較大的衛(wèi)星：天衛(wèi)一和天衛(wèi)二。比較有趣的是拉塞爾先生早年曾從事啤酒釀造行業(yè)而發(fā)財，后來由于對天文學(xué)的愛好而自建天文臺，他還發(fā)現(xiàn)了海衛(wèi)一和土衛(wèi)七。</p><p class="ql-block">1948年荷蘭裔美國天文學(xué)家杰拉德·彼得·柯伊伯（Gerard Kuiper）發(fā)現(xiàn)了天衛(wèi)五。這個柯伊伯就是發(fā)現(xiàn)著名柯伊伯帶的天文學(xué)家，被譽為現(xiàn)代行星天文學(xué)之父。</p><p class="ql-block">除這五顆大的規(guī)范衛(wèi)星，其它都是在旅行者2號探測器到達(dá)之后的時間里發(fā)現(xiàn)的。</p> <p class="ql-block"><b>海王星印象：</b></p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1.很遠(yuǎn)：太陽系中最遠(yuǎn)的行星，離太陽45億公里，繞太陽轉(zhuǎn)一圈將近165年，可自轉(zhuǎn)一圈只有16小時。</p><p class="ql-block">2.忒藍(lán)：大氣中有甲烷，吸收了紅光，所以看起來特別藍(lán)。</p><p class="ql-block">3.特冷：太陽系第2冷的星球 表面溫度零下214℃</p><p class="ql-block">4.風(fēng)暴：太陽系最猛的風(fēng)暴，時速超過2000公里/小時。</p><p class="ql-block">5.家族：有14顆衛(wèi)星，個頭普遍都比較大，最大的是海衛(wèi)一直徑2720公里，比月亮小一點。海衛(wèi)八直徑有400多公里，居然是個不規(guī)則形狀。14個衛(wèi)星中有6顆是旅行者2去了后發(fā)現(xiàn)的。</p><p class="ql-block">6.神秘：躲在悠遠(yuǎn)的黑暗處，看也看不清楚，只有旅行者2號訪問過。</p> <p class="ql-block">《大眾天文學(xué)》又講了一個故事，海王星的故事。數(shù)學(xué)家說，影響天王星軌道的是另外一顆行星，已經(jīng)推算出，他在在某個時候出現(xiàn)在天空的某一點。于是有人把望遠(yuǎn)鏡指向了這一點，一個小時后它被找著了，這就是海王星。實際上沒有這么簡單這過程挺曲折，1781年發(fā)現(xiàn)了天王星，一直到1846年才發(fā)現(xiàn)了海王星。確實數(shù)學(xué)家很厲害，他們計算天王星軌道的時候，推測到應(yīng)該有一刻比較近比較大的天體對天王星產(chǎn)生攝動，這才導(dǎo)致了海王星的發(fā)現(xiàn)。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">《行星》紀(jì)錄片講到海王星，距離太陽45億公里，質(zhì)量是地球的17倍，超過比它更大的天王星。說他有劇烈的氣象活動，它上面的風(fēng)暴速度超過2000KM/H，是太陽系中風(fēng)暴速度最快的。另外旅行者2號在南半球看到一個大黑斑，有地球大小，但在四五年后又消失了。令人迷惑的是，他離太陽那么遠(yuǎn)，獲得的太陽能很少，這么強烈的風(fēng)暴能量來自哪里？旅行者2號還發(fā)現(xiàn)了一些奇怪的事情，比如他離的太陽比天王星遠(yuǎn)的多，但它的表面溫度卻比天王星高（-214℃），又如海王星散發(fā)出去的能量是它從太陽得到能量的2.5倍以上。</p><p class="ql-block">旅行者2號還探測了海王星14個衛(wèi)星中最大的一個——海衛(wèi)一，冰冷海衛(wèi)一表面覆蓋著凍結(jié)的固態(tài)氮，但它居然有巨大的噴泉，向空中噴射物質(zhì)達(dá)8公里高。</p><p class="ql-block">另外比較奇怪的是，海衛(wèi)一的公轉(zhuǎn)方向與海王星的自轉(zhuǎn)方向相反。由此科學(xué)家判定，海衛(wèi)一不是海王星誕生時就有的一顆衛(wèi)星，而是海王星捕捉了一顆外來星體。</p> <p class="ql-block"><b>海王星的衛(wèi)星：</b></p><p class="ql-block"><b>?</b></p><p class="ql-block">威廉·拉索爾于1846年發(fā)現(xiàn)海王星，17天之后便發(fā)現(xiàn)海衛(wèi)一。杰拉德·柯伊伯于1949年發(fā)現(xiàn)海衛(wèi)二。海衛(wèi)七首次在1981年被發(fā)現(xiàn)。</p><p class="ql-block">旅行者二號于1989年掠過海王星的時候發(fā)現(xiàn)了5顆新的內(nèi)圈衛(wèi)星，使衛(wèi)星數(shù)目增至8顆。2002年和2003年地面太空望遠(yuǎn)鏡對天觀察發(fā)現(xiàn)了5顆外圈衛(wèi)星，總數(shù)增至13顆。</p><p class="ql-block">美國航天局2013年7月15日宣布，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了海王星的又一顆衛(wèi)星。至此，海王星擁有的衛(wèi)星數(shù)量上升至14顆。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">海衛(wèi)一是太陽系中僅有的具有逆行軌道的大衛(wèi)星，其軌道與行星的自轉(zhuǎn)方向相反。海衛(wèi)一的直徑為2706.8千米，是太陽系中第七大衛(wèi)星，是海王星衛(wèi)星中僅有的質(zhì)量足以達(dá)到流體靜力平衡的，并且按與主行星的質(zhì)量比來算是第二大衛(wèi)星，僅次于月球與地球的質(zhì)量比。由于其逆行軌道和類似于冥王星的物質(zhì)構(gòu)成，海衛(wèi)一被認(rèn)為是從柯伊伯帶捕獲的矮行星。</p><p class="ql-block">海衛(wèi)二是海王星第三大衛(wèi)星卻是第二個被發(fā)現(xiàn)，由美籍荷蘭天文學(xué)家杰拉德·柯伊伯于1949年發(fā)現(xiàn)，他的直徑是340千米。</p><p class="ql-block">海衛(wèi)八是由旅行者2號在1989年飛經(jīng)海王星所攝取的圖像而發(fā)現(xiàn)的，盡管它比海衛(wèi)二大，但發(fā)現(xiàn)的時間并不早，因為這顆衛(wèi)星十分暗淡，它又如此靠近海王星，以致于在比它亮得多的行星的“眩目的”光中很難看到。</p> <p class="ql-block"><b>天王星海王星探測：</b></p><p class="ql-block">他們真的太遠(yuǎn)，探測起來很困難，不論用望遠(yuǎn)鏡還是探測器，現(xiàn)在只有旅行者號星際探測器訪問過他們，也就是說我們對他們的了解非常有限，對他們的探測也剛剛開始。</p> <p class="ql-block">由于這兩顆遠(yuǎn)日冰巨星，離地球也過于遙遠(yuǎn)，到目前人類還沒有專門的探測器拜訪這兩個大家伙，只有旅行者太空探測器順路拜訪了一次。</p><p class="ql-block">1977年8月20日，美國旅行者二號探測器在肯尼迪航天中心發(fā)射成功。經(jīng)過8年多的星際航行，終于在1986年1月抵達(dá)天王星，這是人類歷史上首次有探測器前往天王星。</p><p class="ql-block">旅行者2號這時距離天王星的云層頂部81,500公里，探測器送回地球的7000多張照片，天文學(xué)家據(jù)此發(fā)現(xiàn)了天王星10個之前未知的天然衛(wèi)星，并觀察了他的不甚明亮的行星環(huán)系統(tǒng)，并“近距離”觀測了天王星的主要衛(wèi)星，并在<span style="font-size: 18px;">天衛(wèi)五上有重大發(fā)現(xiàn)</span>。</p><p class="ql-block">在短暫訪問天王星后，旅行者二號掉頭前往海王星。三年后，它來到海王星，開始觀察海王星。</p>