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海王星的表面是什么样的

时间:2018-04-27 11:21:47 浏览量:
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作为一个气体巨星(或冰巨星),海王星没有固体表面。事实上,多年来我们照片上所见的蓝绿色的星系盘是一个错觉。我们看到的其实是其深层气体云的外部,海王星可能有一个由硅酸盐岩石和铁镍混合物组成的、近似地球大小的、被水和融化的冰覆盖的核心。如果一个人试图站在海王星的上,那么他们会通过气体层下降。

海王星的表面是什么样的海王星的表面是什么样的

在他们下降过程中,他们会经历不断升高的温度和压力,知道他们最终触及海王星的固体核心。也就是说,海王星有着不同类型的表面(与其它的气体或冰巨星一样),它的表面被天文学家定义为,大气层中压力达到1bar的点。因为如此,海王星的表面是真个太阳系中最活跃、最有活力的地方之一。

组成和结构

平均半径24,622 ± 19公里,海王星是太阳系中第四大行星。质量1.2243 ×1026,大约是地球质量的17倍,从质量上看是第三大行星,超过天王星。相比于木星和土星,由于其体积较小,挥发物浓度较高,海王星(很像天王星),通常被称为“冰巨星”——巨行星的一个子类。

和天王星一样,大气中的甲烷吸收了红色的光,这成为海王星呈现蓝色色调的部分原因,但海王星的颜色更鲜艳。因为海王星的大气中甲烷含量与天王星相似,因此应该还有其他的成分对海王星明显的颜色有所贡献。

这一点也与天王星类似,海王星的内部结构通过由硅酸盐和金属构成的岩核来区分;地幔层由水、氨和甲烷冰构成;大气层由氢气、氦气和甲烷气体构成。它的大气层也分为四层,包括(从内到外)低对流层,平流层,热层和散逸层。

海王星大气层两个主要区域是最内侧的两层:低对流层,那里的温度随着海拔高度而降低;另一个是平流层,那里的温度随着海拔的增加而升高。在对流层内,压力范围从1到5 bars(100和500千帕),因此海王星的表面被定义为这个区域内。

大气层

因此,可以说海王星的“表面”是由约80%的氢和19%的氦以及微量的甲烷组成。海王星的表面也弥漫着不同组成成分的流动云,取决于高度和压力的变化。在上层,温度适宜甲烷凝结,而压力条件则是由氨、硫化铵、硫化氢和水组成的云可以存在的条件。

在较低层,形成了由氨和硫化氢构成的云。在对流层区域的较低层里,应该可以发现更厚的水冰云,因为那里的压力大约50bars(5兆帕),温度273K(0 °C)。

具体原因尚不明朗,这颗星球的大气层经历了极端高温,大约750K(476.85 °C/890 °F)。这颗行星距离太阳很远,不可能从紫外线辐射中产生如此高的热量,这意味着它存在另一个加热机制,可能是大气层与海王星磁场的离子相互作用,或来自行星内部的重力波在大气中消散引发的。

由于海王星不是一个实体星球,因此,它的大气层要经历各圈层的差异旋转。海王星赤道的旋转周期约为18小时,比这个星球磁场的旋转周期16.1小时要慢一些,而极地地区的旋转周期为12小时。

海王星的差异旋转在太阳系中是最显著的,这导致了维度方向上的乱流和巨大风暴。三个最引人注目的风暴都是由1989年发射的旅行者2号太空探测器发现的,并根据风暴的状态对它们进行了命名。

第一个被发现了巨大反气旋风暴,与木星大红斑类似,范围约为13,000 x 6,600 km。被称为大黑斑,当1994年11月2日哈勃太空望远镜再度拍摄海王星的斑点时,大黑斑已经完全消失不见了,在海王星北半球出现了一个类似的新风暴,这表明海王星的风暴寿命比木星短。

The Scooter是另一场风暴,这团白色烟雾位于远离大黑斑的南半球。The Scooter这个绰号是1989年旅行者2号探测器发现它的时间里命名的,当时观测到的白色烟雾移动速度比大黑斑快。小暗斑,南半球气旋风暴,是1989年观察到的第二大强烈风暴。它最初完全是暗色的,但是当旅行者2号接近海王星时,风暴中心出现了亮云,大多数的高清图片都可以看到它。

内部温度

这个原因天文学家们尚不清楚,海王星内部异常地热。虽然海王星距离太阳比天王星远,只能收到不到40%的阳光照射,但是它们表面温度是相同的。实际上,海王星释放出的能量是它从太阳吸收的能量的2.6倍。即使没有太阳,海王星也发光。

这种外冷内热造成了巨大的温度差。导致了环绕整个星球的飓风。木星上的最大风速超过500公里/小时。是地球上最强的飓风风速的两倍。但这与海王星相比都不值一提。天文学家计算出的肆虐海王星表面的飓风风速为2100/小时。

在海王星最深处,这颗行星很可能有一个真实的固体表面。这个气体/冰巨星的最核心处,被认为存在一个与地球质量相当的岩石。但是,这个区域的温度有几千度;热得足以将岩石融合。而且,大气压力也能将它击碎。

简而言之,没有人能站在“海王星的表面”,更不用说在它上面行走了。

编辑:时雨
关键词: 海王星
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