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45億公里外海王星真實影像:不計其數的鉆石,持續百年的風暴
2023/04/11

太陽系的每一個行星都各有特點,人們為這些行星取名字時也很有意思。

美麗的太陽系


比如火星上面沒有「火」,水星上面沒有「水」, 海王星上面也沒有「海」,在沒有探測器的時候,人們大概只能用星球的顏色為其命名。
今天我們的主角就是這個距離地球有 45億公里的海王星,接下來我們去看看它的真實影像,在上面真的 有不計其數的鉆石,和持續百年的風暴嗎?

鉆石是何物?

要知道海王星上是否存在鉆石,又是以何種方式存在,我們首先要知道鉆石是什麼。

誰能拒絕璀璨的鉆石?


在地球上,鉆石是極為珍貴的奢侈品,但這種晶瑩剔透的鉆石,實際上是人們經過精心打磨形成的,它的 原石是金剛石
鉆石是由碳元素組成的單質晶體,一般情況下, 碳元素在高溫和高壓下,會結晶形成石墨,也就是我們常見的煤和鉛筆芯。
但如果在高溫、高壓以及還原環境,也就是 缺氧的環境下,就會結晶成金剛石。
由于金剛石的形成過程十分不易,并因其是目前最堅硬,成分最簡單的石頭。

未經打磨的金剛石


因此經由它打磨成的鉆石才如此珍貴,價格十分昂貴。
地球上的金剛石形成時間都很久遠,早在地球誕生之初,它就已經存在了,所以也是存在于地球上最古老的石頭。

海王星上的鉆石

1846年,這顆真正藍色的星球被人們觀測到,但是我們對這顆星球的了解并不深入。
截止目前為止,只有美國的 旅行者2號探測器在1989年從其上方略過。

抵達海王星的旅行者2號


因為這顆星球距離我們實在太遙遠,足有45億公里,是太陽系中最外層的一顆行星。
海王星是一個實實在在的氣態行星,因此在上面自然不會擁有像地球上一樣的液態海洋。
但是這并不阻礙,海王星上可能存在一個 鉆石海洋
科學家模擬海王星的鉆石形成
但是在海王星,這樣的鉆石一抓一大把,就像不要錢一樣往出甩。
為了證明海王星上存在的鉆石雨,科學家們使用了 直線加速器相關光源進行實驗。

鉆石雨

由于鉆石具有發光性,當它經過太陽照射后,會在夜間發淡青色的磷光,而如果經過X射線照射,就會發出 天藍色的熒光
在海王星上,存在著大量的 氫、氦和甲烷,這些元素相互反應,也使得海王星看上去就是一個幽藍的星球,就像大海的顏色一般。
科學家使用的這一工具,正是采用了X射線激光器,然后在實驗中對海王星的內部條件進行復制,從而了解鉆石雨的情況。

不同光束下的鉆石顏色不同

結果科學家發現,海王星的內部,可能存在一個云層,然后在這里形成一個 熱甲烷海
當海王星上的風暴穿過甲烷分子云的時候,雷擊就會使得碳原子核其他化學鍵分離,由此 將碳直接轉化為結晶鉆石。
這些鉆石在重力的作用下,就會在海王星上形成美麗的鉆石雨。
而剩下的原子就會分裂成氫,也就是說,碳在分離的時候 根本不會呈現流體過渡形式

去海王星撈點鉆石就可以不用上班了吧

所以海王星上的鉆石或許比地球上的 更加純粹,不過科學家認為,這也并不意味著海王星有一個純鉆石核心,但是其中一定有一個被鉆石包圍的巖石核心。
并且根據預測,如果靠近核心的溫度足夠高,那麼這里可能存在一個「液態碳海洋」,而其中就會有一個巨大的 「鉆石冰山」在其中暢游。
除了海王星外,與它相鄰的天王星內部同樣下著鉆石雨。

左為天王星,右為海王星

鉆石或許可以解釋海王星釋放的能量
由于海王星位于太陽系的邊緣,因此它接受到的太陽熱量很少,導致其大氣層頂端的溫度只有 零下218℃
但是科學家卻發現,海王星釋放出的能量確實其接收到的 2.6倍
在肯定鉆石的存在和形成后,科學家認為,如果存在于內部的鉆石比周圍的物質更加密集,那麼它就能夠釋放出大量的引力能,然后使得鉆石和周圍的物質相互摩擦產生熱量。

持續百年的風暴

也正因為海王星內部可以自己產生大量的能量,所以才能維持在太陽系所有行星中,已知 最高速的風暴
太陽系最快的風
目前根據觀測,上面的風暴速度可以達到 2400千米/小時,幾乎達到超音速。
當年在探測海王星的時候,不知道觀測了多少個巨大風暴,其中最大的一個要數「大黑斑」 了,它的風暴深度達到 5000千米,輻射范圍大約為13000*6600千米,幾乎可以從波士頓抵達葡萄牙。

大黑斑

在地球上,世界氣象組織將風速分為12個等級,其中12個的風速大約為118千米/小時。
也就是說,海王星上的最大風速 比12級風還要快20多倍,如果人們試圖接近海王星去接一捧鉆石雨,那簡直無法想象他的下場。
畢竟當年旅行者二號在探訪海王星的時候,抵達的海王星最近點的距離都有 4827千米,這都已經是將探測器置于危險的境地。

地球上的颶風

海王星風暴快速的原因
不過對于海王星風暴的形成,科學家目前還沒有得到準確的結論,但應該與其內部自己產生的能量有關。
按理說如果海王星單純只有從太陽接收到的熱量,那麼還無法形成這樣的大的風暴,所以 其內部的能量起到了更大的作用。
這股能量的作用相當于從兩方面加速了海王星上的風暴,一是使得星球內部有足夠多的能量來支撐這些大風暴。

沒有被太陽寵愛的海王星

二是它的能量蓋過太陽能量,所以使得其 無法形成湍流,就沒有辦法對大風暴進行減速。
盡管海王星上的風暴不像木星上的大紅斑一樣,可以持續將近2個世紀,但是上面的風暴已經持續不斷地進行了百年。
自1989年觀測到「大黑斑」開始,科學家就一直用 哈勃望遠鏡進行觀測,隨后發現,這個風暴的正在 逐漸消失,但是新的風暴也在發展。
到2015年,經過26年的時間,「大黑斑」的風暴深度已經逐漸降到 3700千米,整整減少了1000多千米。

大黑斑的變化

實際上,在觀測到「大黑斑」之前,它或許已經存在多年,所以直到它真的消失,或許也能存在百年。

海王星的神秘之處

除了鉆石雨和超大風暴,目前我們對海王星知之甚少,它和天王星一塊成為了太陽系的神秘星球。
根據觀測,海王星的質量是地球的18倍左右,在它的行星軌道上,有 16顆天然衛星圍繞它運動,其中海衛一是最大的一顆。
海王星和天王星一樣,擁有一個 磁場,使得其可以減緩太陽風對星球內部的影響。

海王星磁場示意圖

它的磁場范圍很大,其磁層頂在距離23-26.5倍海王星半徑的地方,而磁尾層則延伸至大約72倍海王星半徑。
如果火星上能有這樣的磁場,那或許具有可能再次形成火星生命。
如今對于這兩個 冰質巨行星的形成,科學家沒有辦法用傳統的核心吸積法來解釋。
有人認為與原形星盤內的不穩定性有關,有人則認為它們最初形成與太陽附近,只是由于太陽系內側物質密度過高,所以逐漸被遷移到現在的軌道。
但究竟如何,還是需要科學家繼續探索。

神秘莫測的海王星

只有揭秘它們的形成過程,才有機會讓我們更加了解 太陽系和銀河系的形成。
對此,盡管目前只有旅行者2號對其進行觀測,但是未來,科學家還將發明更好的探測器去揭開海王星和天王星的神秘面紗。

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