澳大利亚研究人员发现天王星上的巨型甲烷风暴

2015-10-24 10:55 作者:admin 来源:

大多数时候,我们看到的天王星是一个平淡无奇的地方。它的大气层是太阳系中最寒冷的地方。根据旅行者2号在1986年的探测结果,这个太阳系中的第七颗行星是一个平静的、蓝色的、暗淡的星球。但是直到去年的一次观测结果,才颠覆了此前天王星大气层留给我们的印象。

2014年8月Imke de Pater领导的一个研究团队,用凯克望远镜对天王星观测的结果,让人非常惊讶地看到这个星球上风暴肆虐。他们发现这些风暴并不是之前没有见到的云层,而是去年天王星上的云层比以前观测到的亮度增加了许多。事实上,天王星上的风暴是明亮的甲烷光谱,而这不足为奇,因为与它的邻居海王星一样,天王星也是由甲烷、水和氨组成的巨大球体,水在最低的云层内,而甲烷组成最高处的云层。

研究团队将这次风暴观测的论文发表在Icarus杂志上。第一次观测之后,研究团队还向业余天王爱好者征集线索,看看他们是否也观察到了这种不寻常的活动,而他们确实也观测到了这个现象。在2014年10月,团队再次发现天王星上的大型风暴,这表明他们在8月份观测到的风暴并不是单一事件,天王星上的气象条件并不平静。

光谱带上的光度变化

天王星在被发现是行星之前,已经被观测了很多次,但都把它当作恒星看待,所以我们很难说谁是第一个发现天王星的人。最早的纪录可以追溯至1690年约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34,并且至少观测了6次。法国天文学家Pierre Lemonnier在1750至1769年也至少观测了12次,包括一次连续四夜的观测。威廉·赫歇尔在1781年3月13日观察到这颗行星,但在1781年4月26日最早的报告中他称之为彗星。

尽管我们知道天王星的存在已经有300多年了,但在过去的十年里才开始详细研究天王星的北半球。由de Pater和她的研究团队进行的观测,是首次从地球上,利用现代化的望远镜,对我们太阳系中这个巨大的区域进行观测。天王星有其独特的自转方式,这让它看起来与众不同。

天王星拥有太阳系中最极端的自转轴,可以说是躺在轨道平面上的,倾斜的角度高达98°,这使他的季节变化完全不同于其他的行星。当天王星在至点附近时,一个半球会持续的面向太阳,另一个半球则背向太阳。只有在赤道附近狭窄的区域内可以体会到迅速的日夜交替,但太阳的位置非常的低,有如在地球的极区。每一个半球都会有被太阳持续的照射42年的极昼,而在另外42年则处于极夜。(天王星每84个地球年环绕太阳公转一周)。在2007年12月7日,天王星经过日夜平分点。

通过凯克望远镜观测到的天王星风暴

研究团队利用凯克望远镜观测天王星时,天王星上的春分已经过去7年了。当处于极夜的半球即将迎来春天的时候,研究人员以为这个星球又归于平静了,但2014年观测到的风暴出乎他们的意料。北半球的风暴重新燃起,这时北半球正在步入春季,还没有完全从漫长的冬季中回暖。

导致风暴发生的能量到底来自何处?这是一个谜。其他气体星球上产生风暴的能量被认为来自它们内部的热量。旅行者2号发现天王星应该也有内部热量(与海王星一样,它也有一个活跃的磁场),但天王星的内热看上去明显的比其他的类木行星低,也就是说天王星几乎没有多出来的热量被放出,这就是天王星是太阳系中最寒冷行星的原因,最低温度只有49K(−224℃)

天王星独特的运行轨道

这次观测到的巨型风暴非常重要,这也表明我们对太阳系中这个巨大的冰冷星球——天王星以及它的邻居海王星知之甚少。我们真的需要更好地了解太阳系中的这些“本地”行星,这样也有助于我们更好地了解太阳系外的行星。