一个长期以来关于天王星的假设被推翻了
这颗冰冷的行星旋转的速度比我们想象的要慢。
哈勃太空望远镜收集了几十年的数据,让一个国际天文学家团队对天王星的情况有了新的认识。发表在《自然天文学》上的一项新的分析,以前所未有的精度计算了我们太阳系中最未被研究的行星之一的自转。
一个人造物体仅访问过一次离太阳第七远的行星。1986年1月24日,美国宇航局的旅行者2号宇宙飞船进行了一次飞越,收集了科学家们在涉及地球的遥远邻居时能够获得的一些最全面的数据。其中包括一些奇怪的现象,比如天王星的磁场高度倾斜和偏移。通过比较磁场的测量结果,天文学家能够估计出这颗行星的自转周期为17小时14分24秒。
然而,该计算有36秒的误差幅度。这可能看起来很小,但正如天文学家在他们的新论文中指出的那样,在旅行者2号访问后不到两年,观察者就无法找到这颗行星的磁轴了。
这种不确定性是因为像天王星这样的巨行星给科学观测者带来了独特的问题。虽然天王星在技术上并不是一个气体巨星,因为它有一个坚实的核心,但很难看到所有这些气体中到底发生了什么,因为强大的风撕裂了厚厚的大气层。
2009年,重新分析旅行者2号收集的紫外线数据的尝试,未能提高对天王星旋转速度的理解。为了解开这个谜团,天文学家求助于哈勃太空望远镜,该望远镜于2011年开始拍摄该行星的紫外线极光图像。就像地球上的极光,如北极光一样,天王星是由粒子撞击大气层并与磁场相互作用引起的。在随后的几年里拍摄了更多的图像,以便在不同的太阳风和磁层条件下观察壮观的灯光秀。
对哈勃图像的分析,结合旅行者2号收集的数据,可以更精确地计算出天王星的旋转速度。他们的发现确实在最初的误差范围内:根据他们的计算,天王星的自转速度正好是17小时14分52秒。误差仍然存在,但已经降到0.036秒了。
“我们的测量不仅为行星科学界提供了重要的参考,而且解决了一个长期存在的问题:以前基于过时的自转周期的坐标系统很快变得不准确,使得不可能随着时间的推移跟踪天王星的磁极,”法国巴黎天文台的天文学家劳伦特拉米(Laurent Lamy)在一份声明中说,他领导了研究小组。“有了这个新的经度系统,我们现在可以比较近40年来的极光观测,甚至可以为即将到来的天王星任务做计划。”
他所指的任务是一项尚未安排的探测任务,该任务在2022年被美国国家科学院、工程院和医学院列为NASA的主要优先事项。这艘飞船的任务是绘制天王星的引力和磁场,由于这一新发现,这项任务将变得更加容易。
但是(对于天王星来说,总是有一个但是),这个任务现在纯粹存在于纸上。美国国家航空航天局和大部分联邦政府都面临着不确定的未来,所以不确定人类何时或是否会再次在那个遥远的气体奇迹中徘徊。
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