观星指南(2022.02)

观星指南(2022.02)

二月份的天空会发生什么? 木星退场,金星亮度达到峰值,以及隔壁的恒星形成云。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 在过去的两个月里,随着土星和金星的离开,木星是二月份在我们暮色天空中剩下的唯一一颗明亮的行星,而它即将消失。这颗巨大的行星孤零零地矗立在2月日落后的西方天空中。到本月中旬,它仅比太阳晚一小时落下。一旦木星在2月底离开,在8月之前日落后的天空将基本上没有肉眼可见的行星,直到土星将在日落时分开始在东方升起。(不过,在4月和5月的一小段时间里,你可能会看到水星短暂地出现在地平线上。) 木星是二月日落后唯一肉眼可见的行星。 图片来源:NASA/JPL-Caltech 你必须回到4年前,也就是2018年3月,才能找到没有明亮行星的黄昏天空。所以在木星消失之前抓住它,并期待它在四月成为一颗晨星。 说到早晨的天空,金星的亮度将在2月中旬左右达到一年中的峰值。它在凌晨4点左右与火星一起升起,在日出前的东南方向低空可见。金星是我们太阳系中所有行星中最亮的,因为它高度反射的云层完全覆盖了它的星球。 金星于2月26日与火星和新月形成三重奏。 图片来源:NASA/JPL-Caltech 但它在我们天空中的亮度会有所不同,这取决于它离地球的距离和它的相位。事实证明,金星最亮的时候并不是离地球最近的时候,而是在它几乎接近地球并且仍然向我们展示一个大而明亮的新月相时。 所以请欣赏金星的新月,这是它最亮的时候,并期待金星在2月26日上午与月球和火星形成三重奏。 二月是欣赏夜空中最受欢迎和研究最充分的景点之一的最佳时机:猎户座大星云。猎户座星云是由气体和尘埃组成的巨大星云,成千上万的恒星在这里诞生。事实上,它是距离我们太阳系最近的大型恒星形成区域,距离我们大约1,500光年。猎户座星云明亮的中心区域是一个巨大空腔,由少数超大质量年轻恒星发出的强烈紫外线雕刻而成。 在2月的晚上,在高空寻找猎户座,猎户座星云是双筒望远镜和望远镜的轻松目标。 图片来源:NASA/JPL-Caltech 2月的晚上很容易找到猎户座星云,因为晚上8点或9点左右猎户座将出现在南方的高处。寻找猎人腰带上的三颗恒星,然后找到悬挂在其下方形成猎户座之剑的恒星,在这条恒星线的中心是一个看起来有点模糊的恒星。那就是星云。在相对黑暗的天空下,肉眼可以看到它,用双筒望远镜可以很容易地看到它是一团模糊的雾霾。而通过望远镜观看,你将永远不会忘记这一景象。 这是二月的月相。 图片来源:NASA/JPL-Caltech 在nasa.gov网站上随时了解NASA探索太阳系及其他地区的所有任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是2月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/skywatching/whats-up/

观星指南(2022.01)

观星指南(2022.01)

1月份的天空会发生什么?新年,新月;午夜流星;以及火星升起…… 影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 1月以2日的新月开始。这意味着这月的第一周是观星的理想时间,因为新月前后的几天天空最黑暗。整个星期晚上8点或9点左右走到外面,向南方望去,会被冬季六边形的所有明亮的星星以及昴宿星团和猎户座弄得眼花缭乱。 1月2日新月期前后的几天是观星的理想时间,因为没有明亮的月光干扰较暗的星星。这张星图显示了明亮的冬季六边形将在午夜时分出现。 影像来源: NASA/JPL-Caltech 象限仪座流星雨在1月2日晚上和3日早上达到顶峰。这是一年中较好的流星雨之一,并经常产生一些被称为火球的明亮流星。今年的顶峰与新月重合,只要天空晴朗,就可以提供绝佳的观赏条件。你应该也能在前后几个晚上看到几颗流星。 为了获得最佳的象限仪座流星观测效果,请找到一个黑暗的地方,远离明亮的城市灯光,将你的脚大致指向东北方向,然后抬头看。流星似乎是来自牧夫座,其中包括明亮的大角星,但是流星可以出现在天空中的任何地方。一般来说,最好的观赏时间是在午夜之后,当牧夫座升至当地地平线上方时。象限仪座流星雨的来源被认为是小行星2003 EH1,它实际上可能是一颗灭绝的彗星。所以,在1月3日午夜之后,观看几颗流星来开始你的新年吧。 象限仪座流星雨似乎是从牧羊座辐射出来的,牧羊座在当地时间午夜左右升起。 图片来源:NASA/JPL-加州理工学院 最后,在黄昏和黎明时分有几个亮点。1月5日,日落后向西南方望去,你会看到与明亮的木星相接的新月。两者相距仅约4度,通过大多数双筒望远镜应该能同时看到它们。 1月2日,新月离木星只有4度。 图片来源:NASA/JPL-加州理工学院 然后在月底,1月29日,如果你碰巧起得很早,您可以在红色星球(火星)附近看到月亮。在东南方向的天空中,加入这对组合的将是金星。上个月,金星离开了夜空,现在它以“晨星”的身份在太阳之前升起。现在,火星在过去几个月里掠过太阳的背后之后正慢慢回归人们的视野,事实上,当火星正对着太阳时NASA每两年就会有两周左右的时间与我们在火星上的航天器停止通信。那个被称为太阳合相的事件发生在十月份。 火星和金星会在一月的早晨回到天空。在29号与月亮一起找到他们。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 在接下来的几个月里,火星将继续变亮,并升到更高的位置,在那里它将与土星和木星有超级密切的联系,我们将在未来的视频中告诉你,敬请期待。 以下是一月份的月相。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和太阳系以外的所有任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是1月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/skywatching/whats-up/

观星指南(2021.12)

观星指南(2021.12)

12月的天空会发生什么?傍晚的亮点,捕捉彗星的机会,以及一年一度的双子座流星。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 12月6日至10日,日落后向西看,月亮依次拜访金星、土星和木星。在这一周的每个晚上,当月亮出现在天空中更高的位置时,它的月牙就会逐渐变圆。 12月6日至10日,月亮在日落后的每个晚上依次拜访金星、土星和木星。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 不过,趁着这段时间,享受一下作为昏星的耀眼的金星的景色吧。在这个月里,被云层覆盖的邻星将越来越靠近地平线,对我们大多数人来说,它们在新年之前它们就会消失。近邻行星将在1月下旬以日出前的晨星的形式再次出现,它们直到明年12月才会回到傍晚的天空中。 接下来的12月,有一颗最近发现的彗星正在进入内太阳系,可能值得尝试观察。这颗彗星被称为李奥纳多彗星,它将在12月12日到达离地球最近的位置,几周后它将到达离太阳最近的距离。 天空图显示了12月1日至10日日出前2小时,李奥纳多彗星在东方的位置。可能需要用双筒望远镜来观察这颗彗星。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 众所周知,彗星的亮度和能见度很难预测。据预测,李奥纳多彗星的亮度将达到峰值,这可能需要双筒望远镜才能观测到。有可能它的亮度足以用肉眼看到,但对于彗星来说,你真的永远不知道。 在12月的前几周,可以在日出之前在东方发现李奥纳多彗星在大角星和北斗七星柄之间穿过。它接近地平线的时间正好是它最接近地球的时候,这意味着它可能会更亮,但更难以观测。然后在12月14日左右,太阳下山后的一段时间内李奥纳多彗星将转为晚间天体,因为它再次开始了远离太阳的漫长旅程,亮度逐渐减弱。 最后,双子座流星雨是每年12月天空的一个亮点。今年的流星雨在12月13日和14日的夜间达到高峰。除了天气因素外,月亮的相位通常是决定流星雨在某一年是否有良好的观赏效果的主要因素。今年,在双子座流星雨的高峰期月亮将接近80%满月,这并不理想。然而,无论你在哪里,明亮的月亮都会在凌晨2点左右落下,在黎明前有几个小时可以观看流星。 显示双子座流星出现的天空区域的天空图。今年的流星雨在12月14日早上月亮落下后观测效果最好。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 这些流星似乎是从双子座放射出来,你可以在西边高处找到双子座。虽然每年大部分的流星雨都是由地球穿过尘埃大小的彗星碎片颗粒造成。双子座流星雨是少数几个由穿过地球轨道的小行星碎片造成的流星雨之一。在本例中,那颗小行星被称为法厄同。 最近NASA的科学家们分享了一些发现,这些发现表明小行星和彗星之间的区别可能没有我们意识到的那么明显。在法厄同上汽化钠的作用与在彗星上汽化冰的作用相同。 无论你是否看到了李奥纳多彗星还是法厄同小行星上的流星,它们都在提醒我们地球和太阳系其他部分之间的深层联系,我们发现这些联系是因为我们不断追寻不断探索。 以下是12月的月相。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和太阳系以外的所有任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是12月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/resources/2671/whats-up-december-2021/

观星指南(2021.11)

观星指南(2021.11)

影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 11月的天空会发生什么? 日落行星,月偏食和冬季恒星的回归。 从11月6日到11日,日落后,月亮在西南偏南掠过金星、土星和木星。特别是如果你在11月7日走出去看一看,你会发现四天大的新月离金星只有2度。应该很漂亮,所以不要错过它。 11月7日日落后的星空图,显示金星与西南方向的新月只有2度的距离。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 而从现在到12月初,你会发现木星和土星每晚都会离金星更近一点。 月偏食即将到来,将于11月18日和19日夜间发生,届时月球将滑入地球的阴影中几个小时。如果天气允许,在月食期间月亮出现在地平线上方的任何位置都可以看到月食。根据你所在的时区,它会在晚上早些时候或晚些时候发生。 显示11月18日至19日月偏食能见度的地图。越暗的区域表明能见度越高。查看你附近的能见度详情。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 这是地球上至少可以看到部分月食的区域,包括北美和南美、东亚、澳大利亚和太平洋地区。因此请查看您所在地区的能见度时间。 对于美国东海岸的观测者来说,月偏食在凌晨2点后开始,在凌晨4点达到最大值。对于西海岸的观测者来说,这意味着晚上11点后开始,在凌晨1点达到最大值。 月偏食可能不像月全食那样壮观,月全食是月球完全被地球的阴影所覆盖,但月偏食发生的频率更高。 这意味着我们有更多的机会见证太阳系的微小变化,这些变化有时就发生在我们的眼前。 整整一个月,如果你熬夜,凝视东方,你会发现一些熟悉的伙伴已经开始在深夜升起。北方冬季天空中熟悉的恒星正在回归,它们在深夜升起,在黎明时分高悬在南方。 星空图显示了NASA最近发射的露西航天器将访问的几颗特洛伊小行星的位置。它们太暗了,没有大型望远镜无法看到,但它们在天空中的位置靠近昴宿星团。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你会发现昴宿星团引领着金牛座和猎户座,紧随其后的是天空中最亮的恒星——天狼星,它们都回来陪伴我们度过北半球的漫长冬夜。对于那些在南半球的人来说,随着那里的春天让位于夏天,他们会在较短的夜晚陪伴您。 本月关于昴宿星团的一个有趣的说明是,NASA的露西任务将要访问的8颗小行星中,有几颗就位于天空的这一部分。 露西航天器于2021年10月16日星期六在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地从41号航天发射场发射升空。 图片来源:NASA/Bill Ingalls 露西航天器于10月16日发射升空,执行其为期12年的任务,访问一群被称为特洛伊的特殊小行星。特洛伊小行星共享木星的轨道,其中一组在木星的前面,另一组在木星的后面。 露西将是探索这一独特小行星群的第一个太空任务,为我们太阳系的形成和早期历史提供新的见解。 以下是十一月的月相。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和太阳系以外的所有任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是11月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/skywatching/whats-up/

观星指南(2021.10)

观星指南(2021.10)

影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 十月份的天空会发生什么? 看这个月的日出日落,以及两颗争夺“极点”位置的璀璨星星。 10月10日,在西南方向寻找五天大的新月与金星和明亮的橙色心宿二会合,然后观察金星接近心宿二,在15日和16日会有一次紧密的合相,这两颗星之间的距离只有1.5°。 10月15日和16日,太阳落山后大约一个小时,金星与明亮的橘黄色心宿二的距离在1.5°以内。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 在十月的最后一周,早起的人会短暂地看到水星。 在日出前30-45分钟,在东方地平线上方约10度处或手臂距离的拳头同宽处你可以看到水星。 在十月的最后一周,太阳升起前,人们可以在东方地平线上清晰地看到水星。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 然后在10月30日,黎明前的最后几个小时,寻找新月与明亮的蓝白色恒星轩辕十四相会。 10月30日黎明前,在东方明亮的轩辕十三附近找到新月。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 在整个月里,在傍晚的早些时候仰望头顶,会发现两颗明亮的恒星,它们在数千年里轮流交替成为北极星,他们的名字是织女星和天津四。这两颗恒星都是夏季大三角的一部分,我们在上个月的视频中介绍了这三颗恒星的另一个成员——牵牛星。要找到织女星和天津四,请在天黑后的头几个小时内抬头看看,它们将是你能看到的最亮的两颗恒星。 在10月,在日落后的几个小时里,在高空寻找明亮的织女星和天津四。这两颗星向西旋转,在黎明前的几个小时内落下。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 织女星是一个快速自转体,每12个半小时自转一次,而太阳的自转周期为27天。NASA的斯皮策太空望远镜发现织女星周围有一个碎片盘,可能与我们太阳系中的区域相似。 天津四是一颗蓝白色的超巨星,它正在以惊人的速度进行氢聚变。 有这样的怒火,氢聚变不会持续太久,天津四很可能会在几百万年内以超新星的形式爆发。天津四比我们夜空中的大多数亮星都要远,这意味着它是超级发光体,在这么远的地方也能如此明亮。因为它是如此明亮,所以它是你用肉眼可以看到的最遥远的恒星之一。 这些恒星围绕着北天极旋转。每年的这个时候,它们在黎明前落下之前会沉入西方地平线。织女星和天王星都是一个特殊的恒星群的一部分,它们轮流成为北方的极星,因为地轴在26000年的时间里绕圈摆动。目前,“北极星”的称号属于北极星,至少在接下来的几百年里都是如此。 26000多年来,北极星与包括织织女星和天津四在内的其他一些恒星交换了北极星的称号。在这些特殊的恒星中,北极星是最接近天体北极的亮星。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 最后,10月16日是国际赏月夜。届时将邀请所有人了解月球的科学和探索。访问此链接以了解如何参与:https://moon.nasa.gov/observe 这是十月的月相。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和太阳系以外的所有任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是10月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/skywatching/whats-up/

发现海王星

发现海王星

On the night 175 years ago on Sept. 23-24, 1846, astronomers discovered Neptune, the eighth planet orbiting our Sun. The discovery was made based on mathematical calculations of its predicted position due to observed perturbations in the orbit of the planet Uranus. The discovery was made using a telescope since Neptune is too faint to be visible to the naked eye, and astronomers soon discovered a moon orbiting the planet. More than a century later, a second moon was discovered orbiting the planet. Our knowledge of distant Neptune greatly increased from the scientific observations made during Voyager 2’s flyby in 1989, including the discovery of five additional moons and confirmation of dark rings orbiting the planet. 在175年前,也就是1846年9月23日至24日的晚上,天文学家发现了海王星,第八颗围绕太阳运行的行星。由于观测到天王星轨道上的扰动,根据对其预测位置的数学计算得出了这一发现。这一发现是通过望远镜发现的,因为海王星太暗了,肉眼无法看到。天文学家很快发现了一颗围绕该行星运行的卫星。一个多世纪后,又发现了一颗围绕这颗行星运行的卫星。1989年“旅行者2号”飞掠海王星期间的科学观测大大增加了我们对遥远的海王星的了解,其中包括发现了另外5颗卫星,并确认了围绕该行星运行的暗环。 This image of Neptune was taken by Voyager…

蛾眉相的海王星和海卫一

蛾眉相的海王星和海卫一

2021年7月25日 Crescent Neptune and Triton Image Credit: NASA, Voyager 2 Explanation: Gliding silently through the outer Solar System, the Voyager 2 spacecraft camera captured Neptune and Triton together in crescent phase. The elegant picture of the ice-giant planet and its cloudy moon was taken from behind just after closest approach in 1989. It could not have been taken from Earth because Neptune never shows a crescent phase to sunward Earth. The unusual vantage point also robs Neptune of its familiar blue hue, as sunlight seen from here is scattered forward, and so is reddened like the setting Sun. Neptune is smaller but more massive than Uranus, has several dark rings, and emits more light than it receives from the Sun. Tomorrow’s picture: galaxy grabber 蛾眉相的海王星和海卫一…

观星指南(2021.06)

观星指南(2021.06)

影像来源:NASA/JPL-Caltech 翻译:灼眼的粉丝 6月份的天空会发生什么! 一个日偏食,天蝎座的刺钩,还有属于6月的朱诺号。 6月10日的日食主要在美国东北部和加拿大以及欧洲西北部可见。加拿大东部的一小块区域将见到日环食。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 继上个月的月全食之后,六月的日偏食又来了。6月10日,月球将短暂地滑落在地球和太阳之间,部分遮挡我们的太阳。 5月的月食在太平洋一带观赏效果最佳,而本月的日食对美国东北部、加拿大东部和欧洲北部的观众来说将是一种享受。对于美国观众来说,这是一个日出事件,当太阳升起时,月亮似乎已经咬了太阳一口。所以你要找一个朝向东方地平线的清晰视野来观看日偏食。对那些在北方和东方更远地方的人来说,你会看到更多被月亮遮挡的太阳。于欧洲北部的人来说,这更像是一次午餐时间的日食。 (无论你在哪里,请检查日食的安全措施,在没有适当的保护眼睛的情况下,千万不要看向太阳。) 在夏天的夜晚,你可能会看到一群弯曲的星星在南方的天空中爬行。其中有一个明亮的红色灯塔,这是天蝎座——蝎子——从六月开始,是寻找它的最佳时机。 天蝎座的中心是明亮的心宿二,从六月开始是夏季天空的亮点。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 这组星星被认为具有蝎子的形状可以追溯到地中海和中东的古代。在希腊神话中,蝎子致命的毒刺杀死了伟大的猎人猎户座,这就是为什么——故事说——我们今天发现他们在天空的两边。 在中国,这种星星图案也被视为巨龙的一部分,在夏威夷则是半神毛伊的鱼钩。这种鱼钩形状也构成了天蝎座的尾巴。 在六月初,如果你在北半球,在傍晚时分,天蝎座的尾巴可能还在你的地平线以下,它在天黑后的头几个小时内升起。但是到了月底,对于大多数观星者来说,天蝎座的尾巴将会在日落之后出现在地平线上。 天蝎座中那颗明亮的、像灯塔一样的恒星是心宿二,它是一颗巨大的红巨星,是天空中最亮的恒星之一。它形成了蝎子炽热的心脏。所以向南看,用心宿二作为你的向导来找到天蝎座。 在2020年12月互换位置之后,土星现在引领着木星穿过天空,在6月比另一颗巨行星早一小时升起。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 最后这个月,你会记得在12月的时候,木星和土星在天空中令人难以置信的近距离相遇。在大近合之前,木星在整个2020年都引领着土星穿越天空。6个月后,这对行星继续远离,现在土星在这两颗行星的起落中处于领先位置。午夜后在东方寻找它们,黎明时在南方寻找它们。 关于6月份木星的更多精彩,NASA的朱诺号将于6月8日再次近距离飞越木星。这次它还将在6月7日对行星大小的冰冷卫星木卫三进行一次低空飞越。这是朱诺计划在未来几年内数次飞越木星卫星的第一次,飞越木星的卫星包括冰冷的木卫二和火山喷发的木卫一。 以下是六月的月相。 影像来源:NASA/JPL-Caltech 你可以在NASA.gov上了解NASA所有探索太阳系和其他地区的任务。 我是来自NASA喷气推进实验室的普雷斯顿·戴奇斯,以上就是6月份的天象。 参考来源: https://solarsystem.nasa.gov/resources/2600/whats-up-june-2021-video/

​NASA“三叉戟”任务将访问海卫一

​NASA“三叉戟”任务将访问海卫一

海卫一(Triton)的这幅彩色图像由旅行者2号(Voyager 2)探测器于1989年飞越海王星系统时拍摄。 图片来源:美国国家航空航天局(NASA)/NASA喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech NASA)/喷气推进实验室(JPL)/美国地质调查局(USGS)。 三十年前,当NASA的旅行者2号探测器飞越海卫一时,书写了扣人心弦的行星科学篇章。 旅行者2号是有史以来唯一一艘飞越海王星的航天器,它留下了许多悬而未决的问题。旅行者2号曾揭示了海卫一表面喷射出的巨大的深色冰羽状物质,这些景色既令人惊叹又令人费解。为什么会这样呢?图像显示,海卫一的冰封地表相对比较年轻,并已被喷出的新物质一遍又一遍地覆盖重塑。这些物质究竟是什么,又是来自哪里呢? 这样一颗距离太阳比木星还要远6倍的古老卫星怎么可能现在还仍旧活跃呢?它的内部是否有什么物质温度足够高以至于能够驱动这项地质活动? NASA发现计划(Discovery Program)下的一项新任务旨在解开这些谜团。这项名为“三叉戟”(Trident,希腊神话中海神波塞冬的武器)的任务,是NASA为了开展新任务的概念研究而选出的4个任务提案之一。2021年夏天,将选出其中1至2个任务,全面开展各项工作,并于2030年代后期发射。 研究海卫一如何随时间而变化,将使科学家们更好地了解太阳系天体是如何演化和运作的。 发现计划下的一个新任务提案中,“三叉戟”任务将探索海王星最大的卫星:海卫一。海卫一的表层冰壳下可能存在液态水的海洋世界。“三叉戟”任务旨在解答上方插图中所概述的问题。 图片来源:NASA/JPL-Caltech 海卫一的奇特之处不胜枚举:海卫一绕海王星公转的轨道方向与海王星的自转方向相反,是太阳系中唯一一颗具有逆行轨道的卫星。海卫一的轨道还处于极端倾斜状态,其轨道面与海王星赤道面的夹角高达23度。海卫一的直径大约是月球的四分之三。此外,科学家认为海卫一很有可能并不是海王星本身所形成的卫星,而可能是从柯伊伯带(Kuiper Belt)迁移过来的。柯伊伯带是太阳系在海王星轨道之外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域,柯伊伯带天体被认为是太阳系形成过程中遗留下来的残骸。 海卫一的大气层也不同寻常:它的电离层比太阳系其他任何一颗卫星电离层的活跃度都还要高10倍。 更有趣的是,电离层的能量来源主要是太阳能。但海王星和海卫一距离太阳非常遥远:它们距离太阳的距离大约是日地距离的30倍,所以一定是有其他能量来源存在。(海王星绕太阳公转一圈需要165个地球年。) 海卫一的气候并非一成不变而是不断发生动态变化,有机物质(极有可能是氮)源源不断地被喷射到海卫一表面。 月球和行星研究所(Lunar and Planetary Institute)/大学空间研究协会(Universities Space Research Association)主任路易丝·普罗克特(Louise Prockter)表示:“海卫一一直是太阳系中最令人兴奋且耐人寻味的天体之一。”她将作为首席研究员领导新提议的“三叉戟”任务,位于南加州的NASA喷气推进实验室将负责管理此任务。路易丝·普罗克特补充道:“我一直很喜欢旅行者2号探测器拍摄的照片,以及对这个有待进一步了解的奇怪、疯狂的卫星的惊鸿一瞥。” 一石三鸟 旅行者2号在海卫一上发现的那些神秘羽状喷射物非常耐人寻味。土卫二上发现的羽状喷射物,以及可能存在于木卫二上的羽流,均被认为是由来自星球内部的水透过厚厚的表面冰层喷发而出所导致。如果海卫一上的羽状物来源于海洋,这一发现则将为科学家们提供关于海卫一内部海洋形成的新线索。与其他已知的海洋世界不同,海卫一内部的潜在海洋很可能是在被海王星的引力捕获后形成的。 这也将扩大科学家们对我们在哪里可以找到水的理解。而“三叉戟”任务的三个主要目标之一正是要弄清楚是什么因素导致太阳系天体具有适宜居住的必要条件(包括水)。探测器将携带一台仪器用于探测海卫一的磁场,以确定海卫一内部是否存在海洋,而其他仪器将研究活跃的电离层、富含有机物的大气层和奇怪的地貌特征。 “三叉戟”任务的第二个主要目标是探索海卫一在我们视线之外的广阔表面。海卫一面向柯伊伯带的这一侧是太阳系中未被探索的最大的固体表面。我们对海卫一的大部分了解来自旅行者2号探测器的数据,但我们只看到了其表面的40%。“三叉戟”任务将绘制其余大部分表面的地图。 “三叉戟”任务将使用它的全画幅成像相机来捕捉旅行者2号探测器拍摄到的同样富含羽状喷射物的区域,并将于太阳的反射光照亮海卫一的阴暗面时,利用反射光进行拍摄。这样一来,科学家们就可以观察到自从上次飞越以来海卫一的变化,并更好地了解海卫一究竟有多活跃。 三叉戟的第三个主要目标是了解海卫一神秘的表面是如何不断自我更新的。从地质学上讲,海卫一的表面非常年轻(在拥有46亿年历史的太阳系中,可能只有1000万年历史),且很少有可见的陨石坑。还有一个问题是,为什么海卫一看起来与其他冰冷的卫星如此不同,并拥有不寻常的地貌特征,比如凹陷的“哈密瓜地形”和凸出的“围墙平原”?这些问题的答案可能会有助于阐明其他冰冷天体上的地貌是如何演化的。 来自JPL的“三叉戟”项目科学家卡尔·米切尔(KarlMitchel)表示:“海卫一是挺奇怪,但也很并非那么奇怪,因为我们可以在海卫一上做科学研究。我们知道海卫一表面有这些我们未曾见过的特征,这激发了我们的好奇心,使我们想了解海卫一上的世界是如何运作的。” “就像我们在任务提案中对NASA说的那样,海卫一不仅仅是太阳系科学的关键,它还是一个完整的钥匙环:由捕获的柯伊伯带天体演化而成,拥有活跃羽流的潜在海洋世界,充满活力的电离层和年轻而独特的表面。” 如上所示,海卫一的该交互模型基于现有的图像,并不十分完整。若想看海卫一与月球相比较的情况,请放大并旋转卫星,或者使用底部的搜索功能了解更多信息。或者,您也可以在在Eyes on the Solar System上进行完整的互动体验。 来源:NASA/JPL-Caltech 若最终能够成功入选,“三叉戟”任务将于2025年10月启动(以2026年10月为备用日期)。此时,恰逢地球与木星对齐的“13年一次的窗口期”,这样航天器就可以利用木星的引力作为弹弓,直接飞向海卫一,并于2038年飞掠海卫一,进行为期13天的“长时间邂逅”。 来自JPL的“三叉戟”项目系统工程师威廉·弗雷泽(William Frazier)表示:“任务设计者和导航员在这方面做得非常出色。在太阳系飞行了13年之后,我们可以从容自信地掠过海卫一大气层的顶端—这相当令人难以置信。” 海王星位于太阳系外围,公转周期长,在那里时间似乎流逝得很慢。不过,这一点恰好对探测海卫一来带来了限制。如果“三叉戟”探测器于2040年之前到达海卫一,就能够对羽流活动的驱动力进行观察和测试。若错过了这个时间,晚些时候到达,太阳就会太过偏北,再过100年才能进行测试。 来源: https://www.nasa.gov/feature/jpl/proposed-nasa-mission-would-visit-neptunes-curious-moon-triton

太阳系中的冰巨星

太阳系中的冰巨星

太阳系中的冰巨星:天王星和海王星既神秘又遥远。NASA的詹姆斯•韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)将在2021年发射后不久,破解关于这两颗行星的大气的秘密,揭开它们的神秘面纱。 哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)拍摄的这些图像显示了天王星的不同面貌。如左侧图所示,拍摄于2005年的天王中图像中年展示了其光环系统。天王星(连同其光环和卫星)向侧面倾斜,其自转轴的倾斜角度约为90度。在哈勃太空望远镜于一年后所拍摄的特写图中,揭示了天王星的带状结构和一个神秘黑暗风暴。 版权:美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和M. Showalter (地外文明搜寻研究所,SETI Institute); 右侧图像:NASA、ESA、L. Sromovsky和P. Fr(威斯康星大学,U. Wisconsin)、H. Hammel(空间科学研究所,Space Science Institute)和K. Rages (SETI Institute) 寒冷而遥远的巨行星天王星和海王星被称为“冰巨星”(ice giants),因为它们的内部结构不同于木星和土星。木星和土星富含氢和氦,被称为“气态巨行星”(gas giants)。此外,冰巨星的体积也小于气体巨行星,介于类地行星(terrestrial planets)和气态巨行星之间。冰巨星是太阳系中被探索最少的一类行星。科学家们利用韦伯太空望远镜任务,通过只有韦伯太空望远镜才能够做到的方式,来研究天王星和海王星的环流模式、化学成分和天气。 这项研究的负责人、英国莱斯特大学(University of Leicester)行星科学副教授利•弗莱彻(Leigh Fletcher)解释道:“韦伯太空望远镜能够做到的关键事情是绘制天王星和海王星的大气温度和化学结构图,这是其他任何太空望远镜都难以实现的。据我们推测,与气态巨行星相比,冰巨星的天气和气候具有根本不同的特征。部分原因在于它们离太阳太远,体积更小,在轴上旋转更慢,同样也因为气体的均匀度和大气混合的量与木星和土星差距极大。” 天王星和海王高层大气中的所有气体都具有韦伯太空望远镜能够探测到的独特化学“指纹”。至关重要的是,韦伯太空望远镜能够区分不同的化学物质。它将能够分辨,这些化学物质是由阳光与大气相互作用产生的,还是通过大规模环流模式从一个地方重新分布到另一个地方的。 这些研究将通过特保时间观测(Guaranteed Time Observations, GTO)项目进行,该项目由行星科学家、韦伯太空望远镜项目的跨学科科学家海蒂•海默(Heidi Hammel)领导。同时,她也是华盛顿哥伦比亚特区大学天文研究协会(Association of Universities for Research in Astronomy, AURA)的副主席。海蒂•海默的项目将证明韦伯太空望远镜观测太阳系天体的能力,并运用韦伯太空望远镜对明亮和/或正在天空中移动的观测对象的一些特定技术。 天王星:倾斜的行星 不同于太阳系中的其他行星,天王星(连同其光环和卫星)是向一侧倾斜的,其自转轴的倾斜角度约为90度。这种独特的轴倾斜可能是在太阳系形成初期与另一颗巨大的原行星(protoplanet)发生剧烈碰撞的结果,导致了天王星上的极端季节。 旅行者2号(Voyager 2)于1986年飞掠天王星时,观测到特征不明显的略带蓝色的天体。一层薄雾遮住了视野中行星上的大部分云层特征。 版权:NASA /喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech) 当NASA的旅行者2号探测器于1986年飞掠天王星时,天王星的一个极点正对着太阳。海蒂•海默解释道:“不管天王星旋转多少,它的其中一个半球始终处于光照下,另一面半球则完全处于黑暗中。这是你所能想象到的最疯狂的事情。” 令人失望的是,旅行者2号只观测到了一颗被薄雾覆盖的光滑行星,只有寥寥几片云。但当哈勃太空望远镜在21世纪初观测天王星时,天王星已经绕轨道运行了四分之一圈。现在,天王星的赤道正对太阳,一天中整颗星球在都能被阳光照射到。 海蒂•海默表示:“理论上而言,什么都不会改变。但事实上却是,天王星开始出现各种各样的亮云,并且哈勃太空望远镜发现了一块黑斑。当天王星环绕着太阳运行时,随着阳光的变化,云层似乎发生了剧烈的变化。” 随着海王星继续其缓慢的轨道运行,它的另一极将于2028正对太阳。 韦伯太空望远镜将深入了解驱动天王星云层和天气形成的强大的季节性力量,以及其随着时间的变化。这将有助于确定能量如何流动并通过天王星大气运输。科学家们希望利用韦伯太空望远镜的整个任务历程来观测天王星,以建立一个天王星大气如何响应极端季节的时间轴。这将有助于他们理解为什么天王星的大气层似乎经历了一段时期的剧烈活动,其间穿插着平静的时刻。 海王星:超音速风的星球 海王星是一颗黑暗、寒冷的星球,然而它却被风速高达每小时1500英里的超音速风搅得天翻地覆。海王星与太阳的距离是地球跟太阳距离的30倍,是太阳系中唯一一颗用肉眼看不到的行星。海王星于1846年被发现,但在此之前,科学家们已经利用数学预测出了其存在。2011年,海王星完成了自被发现以来的第一个165年的太阳轨道周期。 旅行者2号拍摄的这幅海王星图像显示了一颗寒冷、黑暗风暴肆虐的星球。1989年,NASA的旅行者2号成为第一个也是唯一一个观测海王星的探测器,在距离海王星北极约3000英里的上空飞过。 版权:NASA /JPL-Caltech 与天王星类似,海王星的深层大气由水、氨、硫化氢和甲烷组成,包裹在未知的、难以到达的内核之外。上层大气由氢、氦和甲烷构成。同天王星一样,甲烷使海王星呈现出蓝色,但大气中一些仍然神秘未知的化学物质使海王星的蓝色比天王星更引人注目。 利•弗莱彻解释道:“关于海王星也存在同样的问题:能量是如何流动的,又是如何在行星大气中运输的?但海王星的情况不同于天王星,海王星有强大的内部热源,能够驱动太阳系中最强烈风暴的产生以及最转瞬即逝的大气涡旋以及云的特征。如果我们持续观测海王星,它的表面总是随着这些云的改变而变化。” 1989年,旅行者2号飞掠海王星之后,科学家们在这颗行星的南极发现了一个明亮、炽热的漩涡 – 风暴。由于那里的温度比大气中其他任何地方都要高,因此该区域可能与某种独特的化学物质有关。韦伯太阳望远镜的高灵敏度将使科学家们得以了解极地涡旋不寻常的化学环境。 仅仅是个开始 利•弗莱彻建议,要做好观测天王星和海王星上的现象的准备,这些现象与我们过去所看到的完全不同。他表示:“韦伯太空望远镜确有能力从全新的视野来观测这两颗冰巨星。但若想了解塑造它们的持续的大气过程,我们所需要的远非若干样本而已。因此,我们将木星、土星、天王星和海王星进行比较,并通过比较建立关于大气运行的一个更广泛的总体图景。这是了解这些行星如何随时间演化的开始。” 海默补充道:“据我们目前所知有数百颗围绕着其他恒星运行的系外行星(exoplanets),它们和太阳系中的冰巨星大小相似。天王星和海王星为我们研究这些新发现的系外行星提供了基本依据。” 2018年哈勃空间望远镜拍摄到的海王星,在海王星上有一个新的黑暗风暴(顶部中间) 版权:NASA、ESA和A. Simon (NASA戈达德太空飞行中心,NASA Goddard Space Flight Center),M. Wong和A. Hsu(加州大学伯克利分校,University of California, Berkeley) 詹姆斯•韦伯太空望远镜将于2021年发射,届时它将成为世界上首屈一指的空间科学观测站。韦伯太空望远镜将解开太阳系的奥秘,远眺其他恒星周围的遥远世界,探索宇宙的神秘结构及起源,以及我们在其中的位置。韦伯太空望远镜任务是一个由NASA及其合作伙伴ESA和加拿大航天局领导(Canadian Space Agency)领导的国际项目。 关于韦伯太空望远镜的更多信息,请访问www.nasa.gov/webb。 来源: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/examining-ice-giants-with-nasa-s-webb-telescope