曙光學院為了讓學生們更多的了解地球外的星體,他們將華楓那批學員放到了擬態(tài)教室里。
此刻的華楓就像來到了木星衛(wèi)星上一樣,空氣,重力,都是全真的模擬。他逐漸知道每當衛(wèi)星進入木星的影子里時,就發(fā)生衛(wèi)星食。如果木星上有一個觀測者,他認為每隔一段時間t,就出現(xiàn)一次衛(wèi)星食,t等于衛(wèi)星繞木星轉一圈的時間。如果L為木星到地球的距離,那么,這個信號要經(jīng)過一段時間L/c后才能到達地球。
如果令l表示在衛(wèi)星轉一圈的時間里距離L的改變量,那么在地球上的觀測者看來,每相鄰兩次衛(wèi)星食之間的時間間隔就稍有不同,而為t+l/c.因此從地球上看到的衛(wèi)星食周期就要比從木星上看到的真正周期長些或短些,這要看距離L是增加還是減小而定,從地球上觀測時,衛(wèi)星轉n圈所需的時間等于tn=Nt+ln/C 上式中In是在衛(wèi) 星轉n圈的時間里距離L的總改變量。這里有兩個未知量t和c,它們可以根據(jù)兩個適當選擇的觀測來確定。
首先,地球和木星之間的距離L經(jīng)過一定時間tn。后又相距同樣遠。我們可以估計一下這個時間間隔tn。內(nèi)發(fā)生的衛(wèi)星食數(shù)N。因木星運動得比較慢,所以可以近似認為僅取決于地球的軌道位置,故可把tn。取為地球繞太陽公轉一圈所需的時間,即一年。由此可求出t。
其次,我們從地球和木星相距最近時的那個位置開始,數(shù)一下半年時間內(nèi)發(fā)生衛(wèi)星食的數(shù)目N',此時l'N等于地球的公轉軌道直徑(即1個天文單位約3×108公里)。我們由此可計算t'N=N't+l'N/c。通過觀測得到延遲時間t'N-N't為17分即約1000秒,由此得到C=300000公里/秒,它十分接近光速的精確值。
1727年布拉德萊發(fā)現(xiàn)。因光速有限而引起的另一效應——光行差現(xiàn)象。即所有恒星似乎在作一種共同的周年運動,它顯然與地球繞日運動相對應。從粒子的觀點來看很容易理解這一現(xiàn)象。如果地球是靜止不動的,則為了觀測一個天體,我們必須將望遠鏡鏡頭直接對準該天體,相反,如果地球正在向右運動,則望遠鏡鏡頭必須b所示那樣傾斜一個角度。有關光的傳播性質(zhì)的研究導致了日后狹義相對論的出現(xiàn)。
據(jù)臺灣“今日新聞”23日報道,美國天文學家日前公布最新消息稱,太陽系中擁有最多衛(wèi)星的行星木星被發(fā)現(xiàn)還有2顆新衛(wèi)星,這2顆衛(wèi)星是由美國卡內(nèi)基研究所的謝柏德在2011年9月觀測時發(fā)現(xiàn)的。
據(jù)介紹,這2顆新衛(wèi)星的直徑只有1到2公里,比月球還小,形狀不規(guī)則,其中一顆距離木星約2000多公里,公轉一圈約582天。另一顆距離木星約2300多公里,公轉一圈約725天。
科學家表示,木星的66顆衛(wèi)星中,有52顆繞木星公轉的方向,和木星自轉方向相反,而且大多位于較遠的外圍區(qū)域,因此,科學家推斷這些衛(wèi)星是被木星重力捕獲的彗星或小行星,不是木星的原生衛(wèi)星。
據(jù)了解,這2顆新衛(wèi)星將會由國際天文聯(lián)合會(IAU)太陽系天體命名委員會來命名,未來也會依照傳統(tǒng)命名方式,以最末字母為“e”的希臘天神宙斯(Zeus)等有關神話人物來替新衛(wèi)星命名,而目前累計的木星衛(wèi)星總數(shù)已達66顆。
土衛(wèi)六(Titan,又稱為泰坦星)是環(huán)繞土星運行的一顆衛(wèi)星,是土星衛(wèi)星中最大的一個,也是太陽系第二大的衛(wèi)星。荷蘭物理學家、天文學家和數(shù)學家克里斯蒂安·惠更斯在1655年3月25日發(fā)現(xiàn)它,也是在太陽系內(nèi)繼木星伽利略衛(wèi)星后發(fā)現(xiàn)的第一顆衛(wèi)星。
由于是太陽系唯一一個擁有濃厚大氣層的衛(wèi)星,因此被高度懷疑有生命體的存在,科學家也推測大氣中的甲烷可能是生命體的基礎。土衛(wèi)六可以被視為一個時光機器,有助我們了解地球最初期的情況,揭開地球生物如何誕生之謎。
土衛(wèi)六上的表面重力極低,和月球相當,但又擁有濃厚大氣層,其表面的大氣壓約為地球的1.5倍,這種奇特的現(xiàn)象對研究行星大氣學是一個很好的題材。同時濃厚的大氣加上相當?shù)偷谋砻嬷亓α畹顷懞推痫w更容易。
惠更斯簡單的把這顆他發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星稱為“Saturni Luna”(“土星的衛(wèi)星”)。之后,喬凡尼·多美尼科·卡西尼為了表達對國王路易十四的敬意將發(fā)現(xiàn)的四顆衛(wèi)星(它們是土衛(wèi)三-忒堤斯,土衛(wèi)四-狄俄涅,土衛(wèi)五-瑞亞以及土衛(wèi)八-伊阿珀托斯)命名為Lodicea Sidera(路易星)。天文學家依據(jù)習慣把這五顆衛(wèi)星以數(shù)字加以編號。其他的衛(wèi)星被稱為惠更斯衛(wèi)星或土星的第六顆衛(wèi)星(從當時知道的距離土星遠近排列,土衛(wèi)一美馬斯和土衛(wèi)二恩克拉多斯在1789年被發(fā)現(xiàn))。
土衛(wèi)六的英文名稱"Titan"和其他另外七顆當時已知的土星衛(wèi)星的名稱來自約翰·赫歇爾爵士(約翰·赫歇爾是威廉·赫歇爾爵士兒子,威廉·赫歇爾本人發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)一和土衛(wèi)二)。約翰·赫歇耳在1847年出版的《在好望角天文觀測的結果》一書中把這顆新衛(wèi)星命名為“提坦”,提坦在神話中是克羅諾斯(他的羅馬神話的對應者薩圖恩)和他的兄弟姐妹們的統(tǒng)稱。
土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,也是太陽系第二大衛(wèi)星,比行星水星的體積大(雖然質(zhì)量沒有水星大), 在太陽系中它的大小只比木星最大的衛(wèi)星木衛(wèi)三小。但最近的觀測也顯示濃密的大氣可能使人們過高估計了泰坦的直徑, 如同許多其他的衛(wèi)星一樣,土衛(wèi)六比134340號小行星(原冥王星)的質(zhì)量和體積都要大。
土衛(wèi)六平均半徑2575千米,質(zhì)量1.345×10????千克,平均密度1.880×10??千克/立方米。土衛(wèi)六環(huán)繞土星公轉軌道半長徑為1,221,850千米,偏心率0.0292,軌道平面與土星赤道面的交角為0.33°,公轉周期15天22時41分24秒。土衛(wèi)六的自轉周期與公轉周期相同,這一點與月球類似。土衛(wèi)六有濃密的大氣,主要成分是氮,表面大氣壓力1.5×10??帕斯卡,表面溫度-179.15℃。
土衛(wèi)六質(zhì)量與木衛(wèi)三,木衛(wèi)四,海衛(wèi)一,小行星134340(冥王星)大體類似。土衛(wèi)六一半是水冰一半是固體材料。在多個不同結晶狀冰層的3400米下有一個固體核心。核心內(nèi)部應該仍然熾熱。雖然土衛(wèi)五以及其他的土星衛(wèi)星也類似,但土衛(wèi)六的核心密度更大,這是因為它體積巨大造成重力壓縮其內(nèi)部造成的。
大氣情況土衛(wèi)六是已知擁有真正大氣層的衛(wèi)星,其他的衛(wèi)星最多只是擁有示蹤氣體.。大氣的存在是1944年首先被杰勒德·柯伊伯(Gerard P. Kuiper)使用光譜望遠鏡發(fā)現(xiàn)的,他發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣的甲烷局部壓力達到100毫巴。
后來,旅行者太空船的觀測也證實土衛(wèi)六上擁有大氣,事實上,土衛(wèi)六的大氣壓比地球還要大一點,星球表面的壓力是地球的1.5倍。土衛(wèi)六表面濃密的云層 遮蓋住了它的表面地貌。人們一般認為土衛(wèi)六表面是固態(tài)或液體乙烷。從地球的雷達測量發(fā)現(xiàn)那里沒有大范圍的乙烷海洋,但是仍然有可能存在小的乙烷湖。
再后來,科學家對卡西尼太空船發(fā)回的照片進行研究,認為土衛(wèi)六 上或許根本不存在液態(tài)甲烷海洋。研究人員曾通過地面望遠鏡對土衛(wèi)六進行觀測,他們當時認為,種種跡象顯示這一土星衛(wèi)星上可能存在液態(tài)海洋。
但是,科學家們對得出的結論仍有疑惑之處,因為以前的觀測顯示土衛(wèi)六表面確有著閃爍的液體反光,尤其是幾年前通過大型無線電望遠鏡觀測的結果更證明極有可能存在液體海洋。
土衛(wèi)六大氣的98.44%是氮氣,是太陽系中惟一除了地球外的富氮星體,那里還有大量不同種類的碳氫化合物殘余(包括甲烷、乙烷、丁二炔、丙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷,以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣)。
這些碳氫化合物被認為來自于土衛(wèi)六上層大氣中的甲烷。當甲烷因為太陽輻射而發(fā)生反應就會產(chǎn)生濃密的桔紅色煙云。土衛(wèi)六表面那像是被涂上了一層柏油的有機物沉淀叫做tholin。土衛(wèi)六沒有磁場保護,所以當它有時運行在土星的磁氣層外時,便直接暴露在太陽風之下。這導致大氣電離并在大氣上層釋放出一些分子。
在接近表面時,土衛(wèi)六的溫度大約是94K(-179.15℃)。水冰在這種溫度下會升華,所以大氣中會有少量的水蒸氣存在.土衛(wèi)六表面除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的云。云可能是由甲烷,乙烷或簡單的有機物組成。其他稀有的復雜化學物質(zhì)是土衛(wèi)六在太空外觀呈現(xiàn)橙色的原因。
2004年11月卡西尼號飛越過土衛(wèi)六照片中明亮多云的南極,但并未發(fā)現(xiàn)期望的甲烷存在.這令科學家們困惑,対云成分的相關研究仍然在進行中,人們過去關于土衛(wèi)六大氣的知識可能需要重新書寫。
2004年卡西尼號觀測大氣的結果發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六大氣“超級旋轉”,就像金星那樣,其大氣要比表面旋轉快很多。
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