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45億公裏的奇跡:海王星的鉆石雨與世紀風暴

2024-07-24科學

仔細觀察這張圖片,這可能是你首次目睹這個太陽系中最遙遠星球的實際景象,這張由旅行者二號拍攝的照片展現了海王星的真面目。

海王星的真實照片

真實拍攝的海王星影像

照片裏的海王星顯得相當模糊,並且畫質頗為不穩定,但這張照片卻是旅行者二號在離地球45億公裏的地方於1989年拍攝的。這是人類歷史上第一次也是唯一一次從如此近的距離拍攝海王星,留下了這幅珍貴的影像。從中我們能夠看見一個非常真實的海王星,其藍色遠超地球的海洋和天空,我們甚至可以觀察到其表面的巨大風暴。

海王星有鉆石?

旅行者二號飛躍海王星

鉆石

然而不幸的是,自旅行者二號之後,沒有其他探測器再次近距離探訪過海王星。你真的了解海王星嗎?這顆位於我們45億公裏外的氣態巨星上可能存在大量的鉆石,如果真的如此,我們是否能夠將海王星的鉆石開采並帶回地球呢?今天,讓我們跟隨旅行者二號的足跡,前往太陽系的邊緣,深入探索這個可能蘊含鉆石的巨大星球。

海王星的體積與質素

海王星與地球的比較

海王星是太陽系中的四大氣態行星之一,其體積巨大,約為地球的72倍。但由於氣態行星的密度遠低於巖石行星,海王星的質素只比地球重17倍多一點。

距離45億公裏的星球

太陽系八大行星中的海王星

海王星是太陽系中離太陽最遠的已知行星,其軌域半長軸約為30.07天文單位。這意味著海王星繞太陽一周的距離非常長,其公轉周期為164.8地球年,換言之,在海王星上,一年相當於地球上的164.8年。由於軌域變化的影響,海王星與地球的距離時遠時近,目前觀測顯示,海王星與我們的平均距離約為45億公裏。光速是宇宙速度的極限,每秒約30萬公裏,這意味著光從地球到海王星需要大約4小時10分鐘的時間。

海王星的觀測史

這種遙遠的距離使得觀測海王星極為困難。盡管17世紀的伽利略就曾記錄過海王星,但當時的人們並未意識到它是太陽系中的一顆行星。海王星的正式發現是在1846年,有趣的是,這一發現並非透過天文望遠鏡,而是透過科學家們的數學計算得出的。自此,人類的行星家族增至八顆。

旅行者二號的歷史性飛行

旅行者二號抵達海王星

直到1977年,一艘名為旅行者二號的探測器利用一次罕見的行星排列機會從地球發射升空,開啟了其探索四大氣態行星的旅程。1989年8月25日,旅行者二號與海王星最接近時,距離僅有4827千米。

海王星的衛星系統

海王星及其衛星

透過旅行者二號,我們得以清晰地看到海王星的真實面貌。海王星共有14顆已知的天然衛星,其中6顆是由旅行者二號發現的。此外,旅行者二號還首次觀察到海王星擁有5條光環。

大黑斑

大黑斑

大黑斑

透過旅行者二號拍攝的6000多張照片,科學家們在海王星上發現了多個巨大的風暴,其中最大的一個位於海王星南緯22°。當時的數據顯示,這個風暴的深度約為5000千米,範圍大約為13000×6600千米。從太空中看,這就像一團巨大的黑色風暴,因此被命名為大黑斑。

雖然科學家們後來使用哈勃望遠鏡對海王星進行了觀察,並行現那裏的大黑斑已經消失了,這表明那場巨大的風暴最終在海王星的大氣層中消散了。然而,根據目前的數據,海王星依然擁有多個被稱為「太陽系最快風」的巨大風暴,這些風暴能夠以每小時2000公裏的速度覆蓋整顆行星。有些風暴甚至能像木星的大紅斑風暴一樣持續數百年。同時,除了氫和氦之外,海王星的大氣層中還包含一些甲烷,這些甲烷及其他未知氣體是導致海王星呈現深藍色的主要原因。

太陽系最快的風

海王星上的大風暴

極端低溫的海王星

由於海王星遠離太陽,它無法從太陽那裏獲得太多的能量,因此其表面溫度約為-218℃。但令人意外的是,從海王星外層到內層,溫度呈現逐漸升高的趨勢,這使得科學家們推測海王星內部存在一個或多個熱源。

碳基生命的絕對禁區

根據現有的科學認識,海王星的內部被認為是生命的絕對禁區。無論是劇烈的風暴還是極端的溫度和高壓都足以摧毀所有碳基生命。然而,由於技術限制,我們無法深入海王星的內部進行實際探測,因此也不能100%確定海王星上是否存在生命。

海王星上的鉆石海洋

鉆石的形成過程

盡管海王星幾乎不適合生命生存,但在海王星上卻存在一種引起人類極大興趣的「寶物」——鉆石。由於海王星上存在大量的「碳」,並且其內部環境具有極高的溫度和壓力,這些碳在這種條件下會形成鉆石。當這些鉆石形成後,它們會承受更高的溫度和壓力,並最終成為鉆石海洋。

鉆石無法帶回地球

盡管目前海王星上的鉆石海洋仍屬於理論推測,但根據現有科學推斷,這些鉆石海洋很可能確實存在。那麽,我們能否前往海王星開采這些鉆石呢?目前顯然不行。按照現有技術,前往海王星本身就非常困難,而海王星是一個巨大的氣態行星,其內部存在極端的高溫和高壓以及強烈的風暴。即使能夠抵達海王星,惡劣的環境也使得開采鉆石幾乎不可能實作。

未來的探測

截至2021年,人類目前只有旅行者二號探測器曾探訪過海王星。然而,旅行者二號對於當前的科技水平來說已經顯得相對過時,因此我們對海王星的了解仍然非常有限。在不久的將來,我們或許會發射更先進的探測器再次存取海王星,屆時海王星可能會帶給我們更多驚喜!#圖文新星計劃#