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如果你掉进天王星,你会看到什么?

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天文在线 2021-04-11 10:13

在距离太阳系10亿英里外的天王星,与它的邻居海王星一起被发现,天王星是距离太阳第七远的行星,被认为是一颗冰质巨行星,一颗气态行星,天王星与土星,木星截然不同的是,它的宽度是地球的4倍,有27个已知轨道卫星,并且它以近90度的角度旋转,使天王星似乎在它的一边旋转,就像一个绕着太阳滚动的球,它被希腊的天空之神命名,尽管把天王星放在许多宇宙笑话的中心,到目前为止,它是太阳系中最有趣的行星之一。

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大部分人了解这个奇怪的世界来自于旅行者二号宇宙飞船,在1986年,当旅行者二号历史性飞越天王星时,收集了很多关于天王星及其卫星的关键数据:在距离木星云层5万到600英里处,发现有光环在六小时内消失,允许科学家研究天王星的许多方面,包括它的内部结构,其构成让我们对隐藏在遥远行星下面的神秘云层有了难以置信的了解,就像我们已经探索过的其他三颗气态巨行星一样这一任务对任何人类来说都是不可能的。

所以,让我们假设你又一次装备了一套充满电的特殊科幻航天服,它将带你一路到达地球的核心,并且保护你们免受天王星所提供的毁灭性环境的伤害,当你接近天王星时,你将会看到这颗冰巨星外观上的的壮观景象,比如它微弱的光环系统,主要由相对较暗的冰颗粒和尘埃组成,你将会看到蓝绿色的行星,但与旅行者2号多年前拍摄的平淡无奇的照片不同,当你逐渐接近这颗奇怪的朦胧行星时,你将会看到天王星旋转的大气带的第一手资料,你最终会进入天王星的上层大气,在那里你会穿过冰冻的甲烷云,混合着氢和氦,这个高度的压强大约是0.5个大气压。

这里的气压大约是地球海平面气压的一半。天王星和太阳之间极其漫长的距离意味着它只能接收到极少的阳光,这也是为什么它的大气是太阳系里最寒冷的(低于零下220摄氏度)。

天王星的密度很低,所以它的引力要比我们的地球稍小一点。这意味着如果你像在地球上一样做自由落体运动,你可以获得类似的速度,不久之后就能穿过第一层,来到由硫化氢冰云构成的阴暗地带。随着继续下降,周围也越来越暗,因为阳光难以穿透冰云来到这里,所以你也越来越难以看清周围的景象。然而,你仍然可以听见并感受到狂风以每小时560英里(约每小时901公里)从你身边呼啸而过。幸运的是,你的特殊宇航服(再一次)让你的姿势保持稳定,并继续向这地狱般的深渊前进。在这个阶段,你已经跌穿了大约80英里(约129公里)浓厚的黑云,阳光对如今的你而言,已经宛若一丝遥远的回忆,而你已置身于一处漆黑孤独的环境。

不过在这个深度之下,气压增加到了约10个标准大气压,温度也来到了令人舒适的10摄氏度。可惜好景不长,因为你已经来到了一个充满白色冰云的混沌地带,静电造成的巨大电弧在你身边隆隆闪过。在你接近冰云阶段的底部时,气压将骤升至约60个标准大气压,温度也将提高到50摄氏度。

现在,你的旅程已经进行了一个多小时,现在你已经深入天王星内部150英里(约241公里),你开始感觉到你周围的压力正在提高。现在借助我们的高科技宇航服内置的能源系统,你可以看见你正在持续穿越的神秘地带:一片奇怪的,几乎无穷无尽的冰海,深度可能超过了太平洋的2000倍。这一层区域就是地幔。地幔可能占据了天王星超过60%的组成部分。不过,这可能不是你平常见惯了的“冰”,实际上,它是一种热且稠密的流体:由水、甲烷及氨构成。

随着你渐渐在这壮丽的地幔中沉降,你会发现周围的密度会逐渐上升,最终,你的密度被周围环境密度追过,从而减缓了你继续下降的速度。

但是一如既往,你的超级太空服能让你继续,以至于当你慢慢地深入天王星就可以看到底下的情况。气温也将会因为巨大的气压而持续迅速地升高。这些巨大的压力也可能导致碳原子结晶并形成成百上千万颗钻石。这些钻石在你下沉数周后仍在你周围闪闪发光。你现在在天王星里穿越了几千英里,并且可能会发现天王星的核心,这个核心是由高度压缩的铁矿石和冰合成。在这个阶段,你会完成你的使命并结束你的探险,你将会陷入在这个地狱般的海洋。只有你的特殊装备可以阻止你免于永久地成为天王星的一部分,因为它试图去忍受大约5000摄氏度的中心温度和超过七百万个大气压的压力。

相关知识:

天王星是太阳系的第七颗行星,它的名字是参考希腊天空之神——尤那斯,他是希腊神话中宙斯(丘比特)的祖父和克洛诺斯(土星)的父亲。它拥有太阳系中第三大行星的半径和第四大行星的质量。天王星和海王星的组成部分相似,两者都有大量的化学成分,这与木星和土星这两颗更大的气温巨星不同。因为这个原因,科学家们经常将天王星和海王星归类为“冰巨星”,以区别于其他气体巨星。天王星的大气和木星土星的大气相似,它们的主要成分是氢和氦,但它包含更多的“冰”,如水、氨和甲烷,以及其他碳氢化合物的痕迹。

它拥有太阳系中最冷的行星大气,最低温度为49K(-224摄氏度至-371摄氏度),并且有复杂的分层云结构,水在云的最低层,甲烷在水的最上层。天王星内部主要是由冰和岩石组成。像其他巨大的行星一样,天王星有一个环系统,一个磁层和无数的卫星。天王星系统有一个独特的结构,因为它的旋转轴是倾斜的,几乎进入它的太阳轨道平面。因此,它的北极和南极位于其他行星的赤道之处。1986年,旅行者二号拍摄的图像显示,天王星在可见光中几乎是一个无特征的行星,即没有与其他大行星相关的云带和风暴。旅行者二号保留了仅有的宇宙飞船去访问地球。观测地球可以看出随着2007年天王星接近秋分点,季节变化和天气活动增加,风速可达每秒250米(每小时90千米,每小时560英里)。

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