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天文學家精確測定海王星一天長度：不足16小時

探測器


天文學家精確測定海王星一天長度：不足16小時

這是旅行者-2號探測器于1989年近距離飛掠海王星上空時拍攝到的海王星大黑斑，以及漂浮于其上方的高層白色云系
天文學家精確測定海王星一天長度：不足16小時

這是不同時段海王星上云層的運動模式 。通過對大黑斑和其它幾個做規律性轉動云系標記物的觀察，科學家們精確測出了海王星的自轉周期
海王星是太陽系最外側的一顆大行星 ， 于1846年首次被人類發現 。前不久它才剛剛走完自己被發現后圍繞太陽運行的一周 ， 而近日天文學家們宣布他們成功地測得了這顆氣態巨行星上“一天”的精確長度 。
【天文學家精確測定海王星一天長度：不足16小時】這一點可能會讓讀者們感到很奇怪，為何發現了那么久 ， 科學家們甚至連海王星上一天的精確長度都不知道 。這是因為海王星和木星、土星和海王星很相似，都是沒有固態表面的氣態巨行星，和以地球為代表的類地巖石行星很不同，這些氣態星球的表面缺乏固定的標志物可以用來計算其自轉周期，也就是一天的精確長度 。海王星云層頂端的“物體”都處于時刻不停的“飄動”之中，無法以其作為標桿 。這成了天文學家們面臨的一大挑戰 。
然而最近美國亞利桑那大學教授埃里奇·卡科什卡(Erich Karkoschka)卻成功地解決了這個難題，并巧妙地利用這些漂浮的“標記物”測算出了海王星的精確自轉周期：15小時57分59秒 。
嚴密監視海王星
卡科什卡對由哈勃空間望遠鏡拍攝的500多張海王星照片進行了分析 。他很快注意到了海王星大氣中的兩個較顯著的云層系統，有點和木星大氣中著名的大紅斑類似，即海王星的南極云塊以及南極環流云塊 。
在對這些在前后20年內拍攝的圖像進行分析之后，卡科什卡注意到這些明顯的云塊系統每次都會在非常精確的時間點上出現 。
于是他決定擴大檢索范圍 ， 他調出了1989年由旅行者號探測器在海王星附近近距離上拍攝的高分辨率圖像 。在這些照片中，卡科什卡又找到了6個類似的，呈現規律性旋轉的云層系統 。他在一份聲明中表示：“按照這兩個云塊系統所表現出的海王星如此規整的自轉方式很特別 。”他說：“而現在我們有了8個這樣的特征物在同一顆行星上，這實在很讓人興奮 ?！彼麄円呀泴⑦@項研究的有關信息發表在了9月刊的《伊卡魯斯》雜志上 。
早期研究的失敗
上世紀80年代 ， 美國宇航局在1977年發射升空的旅行者-1號和2號探測器相繼飛掠土星、天王星和海王星 。在這一征程中，它們搭載的儀器記錄到由這幾顆氣態巨行星的強大磁場產生的無線電信號 。這些數據隨后被科學家們用以計算這些氣態行星的自轉周期，但是由于數據量太少 ， 計算得不到很好的結果 。
以色列特拉維夫大學教授拉維特·哈立德(Ravit Helled)說：“只有旅行者-2號掠過了海王星，因此我們收集到的數據有限 。”
美國宇航局一共發射了兩個相同的旅行者號探測器，分別命名為1號和2號 。它們于1977年發射升空 ， 目標是對土星，木星以及它們的衛星系統進行考察 。直至今日 ， 在它們升空34年之后，兩艘旅行者號探測器正在太陽系的邊緣飛行，并仍在不斷發回有關太陽系邊緣的關鍵信息 。
哈立德本人并未參與卡科什卡教授的研究工作，但是他的研究方向是行星的形成 ， 演化和自轉機制 。
在旅行者號探測器考察之后的15年，美國宇航局發射的卡西尼號探測器抵達土星并發現這顆行星的復雜磁場系統自轉速度相比15年前已經出現了輕微減慢 。但是土星本身的巨大質量意味著在這么短的時間區間內是不可能發生如此程度的自轉減速的 。
而更進一步的壞消息還在后頭，卡西尼的觀測發現土星的南北半球大氣的自轉速度存在差異 。
測量行星自轉
如此看來，依賴磁場自轉信號來估算氣態巨行星的自轉速度是不太可靠的 。同時，科學家們很快便意識到，土星上出現的這種問題同樣適用于海王星 ?，F在他們需要找出一種新的方法來測量這顆巨行星的自轉速度 。
于是就有了卡科什卡教授費盡心機的海王星圖像識別和分析工作 。研究人員們表示這一成果將幫助天文學家們解決這一難題 。
更加精確的自轉數據將幫助學界進一步精確地測算海王星內部的質量分布情況 。相比之前數據顯得更快的自轉時間數值顯示有預想更多的物質集中于海王星的核心位置 ， 這將改變現有海王星內部物質分布模型的面貌 。
哈立德說：“海王星和天王星是非常有趣的行星，我們必須更多了解它們 。尤其是現在這個時代，有如此之多的系外行星被陸續發現，人們正花費大力氣試圖加深我們對行星本質的理解 ?！?br />
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