20.20. 天王星、海王星及其卫星1

天王星、海王星及其卫星

从土星开始,旅行者2号继续前进,经过天王星和海王星。如前所述,这两颗外行星的直径约为木星直径的40%。天王星和海王星的密度分别为1.28和1.63 g/cm。3 ,分别。它们的核心都是由混有水、氨和甲烷的冰的岩石构成的,没有金属氢罩,有厚厚的气体包层(约占地球质量的15%),由约83%的氢、15%的氦、2%的甲烷组成。4 (甲烷)和其他微量气体。它们也有相当微弱、很薄的环,以及强但扭曲的磁场。天王星有15颗已知卫星,其中5颗直径超过450公里(280英里)。海王星有7个,其中2个宽400公里(249英里)。在这个讨论中,我们只描述较大的那些。

从旅行者号的照相机看到的颜色来看,两颗行星看起来很相似,如图所示(天王星在左边,海王星在右边):

|天王星的自然色航行者图像。|

|海王星的自然色航行者图像。|

每一种都有明显的蓝色,因为甲烷气体吸收较长的波长(红色和黄色),并反射较短的波长(蓝色)。大气具有弱带状,海王星显示一个大的黑点和快速移动的云点,代表上升的羽流和湍流。海王星的纬向风可以以2000公里/小时的速度移动,这是迄今为止太阳系测量的最快的速度。

19-68: Why are Uranus and Neptune different in color from Jupiter and Saturn? `ANSWER <answers.html#19-68>`__

每颗行星都有一些光环,它们既暗淡又薄。天王星有11个环,

|显示天王星微弱的环和两个卫星的黑白图像。|

最外层(epsilon)比其他部分亮得多,如上图所示。在epsilon环的两侧可以看到两颗小卫星。科学家们称这些卫星为“牧羊人”,因为它们似乎负责保持这个环的完整性,把散乱的粒子推回到同一条直线上,并可能从外面收集和插入粒子。海王星周围的一个环具有独特的“编织”(扭曲)结构:

B/W image of a braided ring around Neptune.

最外层的五颗天王星卫星也是这颗行星最大的。它们出现在序列中:米兰达(472公里 [293密] 直径),Ariel(1158 km [720密] 直径),Umbriel(1172 km [728密] 直径),泰坦尼克(1580公里 [982密] 直径)和Oberon(1524 km [947密] 直径)。奥伯伦距离天王星最远,距离583300公里(362463英里)。每一个都有一个结冰的表面,延伸到未知的深度,占体积的40-50%,但最终在岩石内部结束。

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最后四个由一组组成,它们都显示出很强的相似性,主要特征是陨石坑(尤其是翁布里埃尔和奥伯伦)和深部(有些超过10公里)。 [6.2密] ,相互连接的,类似气体的山谷(特别是泰坦尼克和阿里尔)。

|天王星卫星阿里尔的彩色航海家图像。| 羚羊

|天王星卫星翁布里埃尔的B/W旅行者图像。| 翁布里尔

|天王星卫星泰坦尼克号的B/W航行者图像。| 氧化钛

|天王星卫星奥伯伦的彩色航海家图像。| 奥伯龙

关于这些裂缝起源的一个假设认为,卫星曾经有足够的内部热量将其外部融化成液态水,当卫星后来冻结并扩张冰时,会引起拉伸断裂。

19-69: Which of the four above satellites appears to be older? `ANSWER <answers.html#19-69>`__

米兰达在天王星的卫星中是独一无二的,但除了它小得多的尺寸外,它与木星群中的木卫三极为相似。偶然发现,旅行者2号最接近任何卫星的米兰达,因此它可以详细地描绘出独特的地形。调查人员根据这次飞越的决定,认为有必要利用这颗卫星给宇宙飞船一个朝向海王星的引力助推。首先,看一张脸的全景图(顶部)。然后(下面),查看表面的特写镜头。

B/W Voyager 2 mosaic full-view image of Miranda, a satellite of Uranus.

B/W Voyager 2 closeup image of the surface of Miranda.

两个明显对比鲜明的地形。米兰达的大部分表面都是相当明亮、坑坑洼洼的地形,类似于上面四颗卫星的外观。但是有三个大的椭圆形到矩形的地形(称为冠状),它们的地形非常不同(彼此和主要地形)。它们可能包含亚平行凹槽,几个深达2公里(1.2英里),或交替的浅-暗条纹,或具有急弯的脊和条纹。从更近的角度(在底部,上面)可以看到这些地形与周围较老地形之间的突变边界。科学家们仍在争论这些斑块的起源。早期的解释认为它们是粉碎的米兰达原型卫星或其他被破坏的卫星的碎片,合并在一个(重新)组装的卫星上。在这些孤立的地形中,陨石坑的贫瘠就证明了这一点。另一种观点认为,它们是由岩石和冰混合而成的,形成了一层地壳,地壳破裂,并被内部隆起的冰块侵入。

19-70: Develop an argument against the impact disruption hypothesis. `ANSWER <answers.html#19-70>`__

Miranda地表的另一张近景显示了杂乱地形中的高断层崖和地堑。

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主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
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