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探测飞船接近天王星

时间:2019-08-28    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

探测飞船接近天王星

 

天王星,绕太阳公转周期 84.01 年,平均运行速度每秒 8 公里。它是太

阳系内的第三颗大行星,体积是地球的 52 倍,质量是地球的 14.5 倍,平均

密度小,是地球的 0.28 倍,从体积、质量和平均密度比较,它有点类似木星,

因此把它归人类木行星。科学家们据此推测天王星也没有坚实的固体外壳,

星体完全由气体组成,主要成份是氢和氮,还含少量的氮和甲烷。

天王星距地球约 28 亿公里,大约相当于地球到土星距离的两倍多,因为

它太遥远,人类对它知道得太少了。然而,它一系列奇怪的天文物理现象和

固有的内部构造激起了科学家对它就近观察的强烈愿望。据目前观察,它的

自转轴差不多躺在公转轨道平面内,所以当它的一个极几乎垂直地接受日光

照射时,另一个极却落在漫长的黑夜里,只有在特定的一、二十年时间内才

能观察到它的赤道区和扁球形状。

“目前从地面望远锐观察到天王星有 9 条淡淡的光环,并拥有 5 颗卫星,

令人奇怪的是和其他行星卫星不一样,这些卫星有的左旋,有的右旋。据科

学家们推测,天王星犹如当年逐渐冷却和凝聚过程中之地球,就近考察天王

星会获得珍贵资料与信息,有利于探索太阳的起源和进化。

1986 年 1 月 24 日,风尘仆仆的旅行者 2 号探测飞船飞抵天王星近旁。

飞船在距天王星中心 107020 公里处,以每小时 67820 公里的速度飞越,对

天王星进行了一系列科学探测和拍摄照片,获得大量科学资料。

飞船科学探测确认,天王星被汪洋大海所覆盖,其深度达 8000 公里,海

水温度高达几千度。由于洋面上压着沉重的大气,因此超高温的海水未能沸

腾;反过来,又恰恰由于这种超高温,才阻止了高压把海水“压凝”。天王

星有极其丰富的大气,据探测资料,其大气层厚达几千英里,大气主要成份,

确实是以前认为的那样是氢,其次是氦,占大气的百分之十到百分之十五,

其余为少量其他气体。大天王星大气的云层中发现有向外喷射的气流,这种

气流有毒。大气中还有猛烈的风暴,风速每小时达 1600 公里。此外,还发现

天王星的大空中有“电辉光”,这在旅行者探测木星和土星时就曾有所发现。

科学家们认为,电辉光可能和氢的存在有关。探测确定天王星自转周期为 16

小时 58 分,正负 18 分,而不是原来地面观测确认的 23 小时。

天王星的温度变化与地球大不相同。在地球上温度高低与阳光的直射、

斜射关系甚大,而在天王星则不然。阳光普照的南极反而比阴暗的北极要低。

南极太阳照耀下高层大气温度为 1800℃,黑暗的北极高层大气温度竟达 2400

℃。探测结果还表明,天王星是彗星构成的,这点不同于其他的近邻土星和

木星,后两颗星都是由旋转的星云组成的。这一认识也和原来对天王星的看

法不同。据探测资料,天王星的大气在彗星中也同样存在。科学家们分析,

目前远离太阳的彗星,原本在天王星和海王星轨道上绕太阳运行,由于在引

力作用下飞离轨道,最后在遥远的地方形成云雾;而留在天王星、海王星轨

道上的数百万个彗星相结合便形成了天王星和海王星。构成天王星的彗星本

来是巨大的冰块,只是在行星形成时,由于受高压和冲击的强力作用产生了

高温,于是巨大的冰球便成了高温的水球了。

旅行者 2 号探测还揭开了天王星的两个谜。第一个谜,天王星虽没有坚

实的固体外壳,是厚密大气包围下的超高温水球,但它的内核是和地球差不

多大小的熔化岩心,其构成和地球大不相同,地球是以铁石为主,故比重比


天王星内核大得多。第二个谜,天王星也有磁场、不过强度较弱,过去认为

天王星没有磁场,因而被认为是一个谜。天王星磁场扭曲而毫无规律,科学

家认为,这可能是由巨大的海洋和岩心缓缓扰动而引起的。

探测天王星光环也有新发现,光环总数不是地面观测到的 9 个,而是 20

个左右。光环之间有环缝,环缝中有颗粒很小的填充物。从摄下的彩色照片

看,天王星的光环颜色不尽一样,有红色的,也有蓝色的,但是整个来说,

光环增多较暗。

对天王星的卫星也有新发现,在原来已知的 30 至 70 公里之间。飞船对

原来的 5 颗卫星进行了测定,天卫一、二、三、四、五的直径现测定为:1180

公里、1220 公里、1620 公里、1570 公里和 480 公里。这些卫星中最令科学

家惊讶的是天卫五。旅行者 2 号飞船在距天卫五 18000 公里处飞过,共拍照

片 16 秒种。这些照片表明,天卫五不是标准的圆球星体,它的地形极其复杂,

至少有 10 种不同地貌。它拥有高耸入云的山峰、幽深的峡谷、又长又深的裂

缝、横亘的大山梁、令人生畏的悬崖、错落分布的环形山以及“流淌”着的

冰川等。天卫五地形如此复杂丰富多彩,简直可以把它看成太阳系内卫星的

总代表。望着天卫五的照片,科学家惊叹的是,这种千奇百怪的地貌是怎样

形成的呢?

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