在太阳系中,有很多离我们非常遥远的行星,海王星就是其中一个。海王星距离地球43亿到46亿公里,到达这个地方,即使是时速300公里的新干线还要花1600年,足可见海王星距离我们有多遥远。
宇宙中的行星,以太阳为中心分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。如果按照计算机模拟排列,最外层是太阳。如果我们从海王星的角度来看,太阳和行星应该是这个样子:太阳在远处,围绕着地球和其他行星运行。
从海王星的角度看宇宙,太阳又小又暗,即使是正午的亮度看起来也和地球的黄昏差不多。海王星离太阳太远了,它绕太阳一周需要165年。
这张图是Apple太空望远镜在2011年拍摄的海王星。
海王星是在1846年被发现的,那个时候它正好围绕太阳一周,正好回到了同一个地方,然后被拍摄了下来。我们无法用肉眼发现海王星,所以它是太阳系中唯一一个通过数学计算预测出位置,从而被发现的行星。
因为海王星距离我们是如此遥远,所以发射探测器也不是一件容易的事。在对海王星发射过的探测器中,只有旅行者2号在1989年到达过海王星,用了12年的时间。NASA现在计划在2033年探测海王星,称探测器将在2049年到达海王星。
第一次接近海王星的旅行者2号从1989年6月开始,用了大约5个月的时间观测了海王星。
这张图是旅行者2号开始观测海王星前的照片,这张照片拍摄于1989年4月。从距离海王星2亿800万公里的地方,每隔90分钟拍摄一次,图像质量如此粗糙,以至于无法看到细节,只能看到有几个黑点在移动。旅行者2号拍摄的这张照片中的黑点,直到现在还是个谜。
这是距离海王星7600万公里远的地方拍摄的,有一个像月亮一样围绕着海王星运行的东西,这是一颗卫星,一颗名为“海卫一”的卫星。这颗卫星距离海王星35万公里,和地球到月球的距离差不多。
和“海卫一”相比,海王星看起来非常大。但是海王星与太阳系中最大的木星相比,还是很小的。和地球相比,直径约为地球的4倍,质量则是地球的17倍。
这张图是从距离海王星5700万公里远的地方拍摄的。在距离海王星最近的一个月里,
这些模糊的海王星,一天比一天清晰。
“当时我在NASA的喷气推进实验室工作,每天更新的海王星非常刺激,我一刻也不想离开屏幕,我不想睡觉。”海王星的观测者格雷这么说。
在最近的四天前,出现了一颗蓝色的海王星。就像我们在黑白图像中看到的那样,在海王星的表面,我们可以看到这些黑点。这些黑点被称为“大黑斑”,是能把地球完全塞进去的巨大物体,是一个漩涡。
巨大的黑斑最大时速可达2400公里,刮着强风,速度超过2马赫。1马赫是音速,所以这个“大黑斑”的移动速度是音速的两倍,速度之风在海王星的漩涡中肆虐。
据说它是太阳系中最早出现的旋涡,但是让人意外的是内部的云却很少,人们猜测可能是大气稀薄的部分。
这种强而巨大的风暴是被创造出来的,在很多行星上都存在,例如,木星上的“大红斑”。这个“大红斑”完全可以容纳3个地球,那样巨大的阴影简直可以自己“成立”一个星球了。
这个巨大体积的“大红斑”是木星的象征,它已经被观测了300多年。人们都认为这个“大红斑”是暂时的,但是这么长时间都没消失。
土星上也有一个巨大的白斑,每20到30年出现一次,在接下来的几个月里继续移动。木星的大黑斑也照样出现,每30年出现一次。
旅行者2号第一次拍到海王星的“大黑斑”的五年后,也就是1994年,苹果太空望远镜拍下的影像中,这个“大黑斑”居然消失了。
在这张图片中,把两颗海王星的图片放在一起,这两张照片的拍摄时间只有九小时的时间差,分别拍摄了海王星的两侧。照片显示,这个“大黑斑”消失了,按理说它应该“跑”到了另外一面,但是在另外一面也没有看到“大黑斑”的身影。
在后来的研究中,科学家们发现,“大黑斑”并不会一直停留在原地,而是偶尔随着时间的推移向南北方向移动。移动速度如此之快,足以可见两倍音速的旋涡移动是多么可怕。
有一张照片拍摄得更清晰,可以看出白色的明亮部分是云的上升和以云为中心旋转的云。在变暗的区域,物质是加工的,足以看出海王星表面的高低。大气深处的区域更蓝,高度更高,这样看来,海王星大部分的区域都是在很深的地方,只有一小部分是白色的。
这些有限的白色区域应该是位于海王星南方的高云,在四周还可以看到红色的云。这张照片是在最接近海王星的一天被拍到的,在这张图上有15.7万km的范围,明亮的一面被太阳照亮,黑暗的一面是阴影,表面的白色条纹是云,湛蓝的颜色让人印象深刻。
为什么海王星是蓝色的呢?说到蓝色,地球大部分就是蓝色的,这是大海的颜色。但是海王星的蓝色可不是海洋的颜色,海王星上蓝色的本质是它表面的气体中含有甲烷,表面被大气和云层覆盖,下面有包括甲烷和氦的气体,还有混合了水、甲烷、氨的厚冰。
海王星表面的甲烷能够吸收红色的光,它具有反射蓝光的特性。在阳光下,红光和蓝光是混合的,但含有甲烷的原因,进入海王星大气层的红光被吸收,只有蓝光反射回来。我们从地球上观察到只有蓝光到达,所以海王星看起来是蓝色的。
海王星离太阳很远,到达海王星的太阳能量只有地球的900分之一。海王星的表面是零下220度的极寒世界,但是当你向海王星中心走去的时候,世界将会发生翻天覆地的变化,温度将达到5000度。这种温差是由于海王星大气的剧烈运动造成的。
海王星的大气层在短短几天内就会发生变化,很活跃。这张图是每隔几天拍摄一次的海王星的样子,它们看起来都不一样。粉红色的部分代表高海拔,仅代表一个地方的云,你可以看到它们在几天内发生了巨大的移动。
太阳大气层是非常动态的,在那里中心的强烈热量和表面极寒的温差如此之大,会带来巨大的变化。
这是高性能詹姆斯贝普宇宙,这是望远镜最近拍摄的,和之前的海王星不同,它可能很小,很难看。在中间闪闪发光的像宝石一样的东西就是海王星。
teamsVE中型望远镜于2021年12月发射,这是一台红外相机,与其他太空望远镜相比,可以拍摄不同等级的图像,被寄予了厚望。
通过观察红外波长,发现甲烷吸收红外线,海王星被预测为一颗白色的行星。这是有史以来最清晰的行星探索,直接颠覆了海王星的形象。最令人印象深刻的是围绕在海王星本体周围的那圈像戒指一样的环。
在太阳系的行星中,有环的行星,土星是最著名的。但是事实上,海王星也有环。
1989年,根据“旅行者”2号拍摄到的图像,第一次确认了海王星环的存在。环上有很多细小的尘埃,从外面看,这个环就像滑冰场一样明亮。
在旅行者2号的观测中确认海王星有5个环,但是海王星的环很窄,也很暗,有很多细小的碎片,它不像土星环那么显眼,以至于大部分观测者都没有注意到。
海洋性王星本体处处可以看到明亮的光线,这是由冰粒甲烷组成的冰层,在高海拔的地方漂浮着云,很亮很显眼。
在海王星的左上方,还有像绿色星星一样的东西。但这不是星星,是海王星的卫星“海卫一”。在围绕海王星运行的14颗卫星中,“海卫一”是最大的卫星。
海卫一在海王星的前面,但是它看起来非常小,直径2700公里,是一个由岩石和冰组成的天体。氮气覆盖在表面,氮气大气能反射70%的太阳光,所以看起来很明亮。“海卫一”吸收了红外线,与变暗的海王星形成鲜明对比。
另外,不仅是海卫一,海王星附近也有许多小卫星。在更广泛的图像中,可以在背景中看到很多光线,看起来像一颗颗星星。实际上,这是一个星系,不是星星。
太阳系的行星就在我们身边,那是一个广阔无垠的世界,需要沉下心来切身感受。可能我们认为太阳系太大了,但实际上,这只是宇宙的冰山一角。
天王星和海王星有可能在太阳变成红巨星的时候演变成跟地球一样的宜居星球,这两颗星球的内核很可能是跟地球一样的,有岩石地表。太阳变成红巨星后太阳风慢慢吹掉它们的氢气氦气,变成跟地球差不多了!