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天王星为什么这么熊?可能因为小时候被撞过

Tisney Steed 共同发表于  2018-07-05 11:16

天王星很特别。

旅行者2号探测器于1986年拍摄的天王星。图片来源:NASA网站

它是人类用望远镜发现的第一颗行星。这颗天蓝色的冰质巨行星,个头足有地球的4倍,质量则是地球的大约15倍。从内向外数,它在太阳系8颗行星里排名第7。虽然不是离太阳最远的,气温却是行星里最低的。

更特别的是,它几乎躺在轨道上转动。

太阳系的每一颗行星,自转轴和公转轴的方向,多少都会有所差异。在地球上,这两个方向的夹角大约是23.4°。正是因为存在这一夹角,地球上才出现了春夏秋冬这样的季节变换。

其他行星也有夹角,一般也就是二三十度,甚至更小。天王星的这一夹角,却达到了大约97.8°。换句话说,它就像一个熊孩子,一边绕着太阳转圈,一边躺在地上打滚耍赖。

不用怀疑,照片并没有被旋转90度。图片来源:Almond/NASA

为什么天王星会这么熊?或者说,为啥它的倾角会有这么大呢?

天文学家很早就猜想,天王星曾经遭受过严重的撞击。这场撞击不仅造成了这么大的转轴倾角,产生的碎片还形成了它的光环和5颗较大的卫星。不过猜想归猜想,我们很难找到切实的证据,因为天王星是一颗冰巨行星。

在地球上,我们可以在地层中探寻地球成长的历史,可以在地表发现巨大的陨石坑,证明恐龙的灭绝可能归咎于小行星的撞击。可是,对于一颗冰行星来说,不存在地层能够保留任何地质上的证据。或许它的卫星上会留下痕迹,但天王星距离地球太过遥远,除了旅行者2号在1986年飞掠过它们打量过几眼之外,人类目前还没有向那里再派遣探测器的打算。

天文学家模拟了天王星遭受撞击的情景,发现这样的撞击能够解释它的诸多异常。左上角是模拟中的时间,H代表小时。视频来源: Jacob Kegerreis/杜伦大学

还好,科学家有一种研究工具,叫做“模拟”。就像奇异博士用时间宝石一遍一遍地预演未来,寻找战胜灭霸的唯一方法一样,科学家也可以用计算机一遍一遍地模拟天王星遭受撞击的过程,试试看能不能得到与实际情况吻合的结果。

英国杜伦大学的天文学家,在高性能超级计算机上运行了高精度模拟,预演了不同情况下天王星遭受撞击的后果。幸运的是,他们只进行了50多次模拟便得到了理想的结果,不用像奇异博士那样看遍14000605种结局。

主导这项研究的科学家雅各布·凯格瑞斯(Jacob Kegerreis)介绍说,他们的模拟显示,如果在大约40亿年前,一颗两倍于地球质量的天体以某个特定的角度擦着边缘撞上来的话,就足以把天王星本来正常的自转轴撞歪成现在的样子,还能让天王星保留住它的大部分大气层。

日本的昴星团望远镜所拍摄的天王星的环和两颗卫星。图片来源:NASA网站

此外,天王星的光环和一些卫星也可能形成于这次撞击。模拟显示,原本在行星内部的一些岩石和冰会在这场撞击中抛飞出去,在天王星周围绕着它旋转。它们会慢慢聚集在一起,形成光环和几颗主要的卫星。

不过,这毕竟仅仅是模拟的结果,除非未来真的在天王星的卫星上找到证据,我们没办法就这么把天王星的“熊”归因于一次撞击。毕竟,我们并没有时间宝石,无法回到40亿年前,亲眼见证天王星被撞的过程。(编辑:Steed

热门评论

  • 2018-07-06 14:58 神秘进化记录

    最恐怖的难道不是曾经有一颗质量两倍于地球的天体闯进了太阳系吗?

    [7] 评论
  • 2018-07-05 15:00 汉尼拔wang
    引用@天降龙虾 的话:除了宇宙膨胀和星系旋转,天文上的其他现象貌似都可以用碰撞来解释了。。。

    碰撞:我还有一个名字,你们更熟悉——上帝

    [6] 评论
  • 2018-07-05 13:59 毛骡 金属材料学博士
    引用@天降龙虾 的话:除了宇宙膨胀和星系旋转,天文上的其他现象貌似都可以用碰撞来解释了。。。

    星系旋转也可以是碰撞……

    [3] 评论

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全部评论(16)
  • 1楼
    2018-07-05 11:38 天降龙虾

    除了宇宙膨胀和星系旋转,天文上的其他现象貌似都可以用碰撞来解释了。。。

    [1] 评论
  • 2楼
    2018-07-05 13:59 毛骡 金属材料学博士
    引用@天降龙虾 的话:除了宇宙膨胀和星系旋转,天文上的其他现象貌似都可以用碰撞来解释了。。。

    星系旋转也可以是碰撞……

    [3] 评论
  • 3楼
    2018-07-05 15:00 汉尼拔wang
    引用@天降龙虾 的话:除了宇宙膨胀和星系旋转,天文上的其他现象貌似都可以用碰撞来解释了。。。

    碰撞:我还有一个名字,你们更熟悉——上帝

    [6] 评论
  • 4楼
    2018-07-05 17:09 变幻时

    我还是不解 个头是地球四倍质量15倍?
    密度是地球三倍多??

    [0] 评论
  • 5楼
    2018-07-05 17:10 变幻时

    类地行星的密度是前列的么好不好

    [0] 评论
  • 6楼
    2018-07-05 17:14 变幻时

    我去查了一下 百度百科说的是体积是地球63倍

    那大概就是说天王星直径是地球四倍左右

    [1] 评论
  • 7楼
    2018-07-05 19:57 天降龙虾
    引用@汉尼拔wang 的话:碰撞:我还有一个名字,你们更熟悉——上帝

    基du教的还是犹tai教的????

    [0] 评论
  • 8楼
    2018-07-05 21:17 combok

    被撞2次,结果吃掉了入侵者。那么测定同位素不就可以知道有没被撞了。前提是有能力登陆

    [0] 评论
  • 9楼
    2018-07-05 21:23 在雨夜
    引用@变幻时 的话:我还是不解 个头是地球四倍质量15倍?密度是地球三倍多??

    地球直径一万二千Km,天王星五万多点儿。这四倍不是体积。

    [0] 评论
  • 10楼
    2018-07-05 21:24 在雨夜
    引用@变幻时 的话:我去查了一下 百度百科说的是体积是地球63倍那大概就是说天王星直径是地球四倍左右

    直径是个头,体积是肚量···

    [0] 评论
  • 11楼
    2018-07-06 09:02 有人

    也就是说,天王星上,基本上没有昼夜变化?

    [0] 评论
  • 12楼
    2018-07-06 10:53 飞面神教
    引用@天降龙虾 的话:基du教的还是犹tai教的????

    当然是本教面神

    [1] 评论
  • 13楼
    2018-07-06 11:51 天降龙虾
    引用@飞面神教 的话:当然是本教面神

    RAmen!

    [0] 评论
  • 14楼
    2018-07-06 14:58 神秘进化记录

    最恐怖的难道不是曾经有一颗质量两倍于地球的天体闯进了太阳系吗?

    [7] 评论
  • 15楼
    2018-07-09 17:00 木造藏

    假如宇宙无限大,那么这里面可能发生任何事,所以原则上我们没必要对任何事感到意外或者吃惊

    [0] 评论
  • 16楼
    2018-07-14 20:59 王勋俊_286

    27.5707067/112.5420165 这个看起来像不像一个陨石坑

    [0] 评论

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