
尽管距离地球遥远,科学家们仍然对其充满好奇,因为最近的观测表明,海王星内部可能存在一个温暖的海洋,这引发了外星生命的可能性。
一、海王星的特点
海王星是太阳系中的最后一颗行星,位于离太阳遥远的边缘。
从地球到太阳的距离大约是1.5亿公里,而从海王星到太阳的距离相当于地球到太阳距离的30倍,也就是约45亿公里。
这意味着海王星上看到的太阳实际上是250分钟前的太阳。
尽管如此遥远,太空探测器旅行者曾飞越海王星,并拍摄了一些照片,但在之后的几十年里,没有其他星际探测器再次前往。

韦伯太空望远镜是唯一能够观测海王星的地面设备,因为它的主要观测波段是中红外,而不是可见光。
二、海王星的神秘内部
在科学家们之前的观点中,海王星被认为是一个寒冷而死寂的星球,不可能存在生命。
然而,最近的研究表明,海王星内部可能隐藏着一个温暖的海洋。
这个海洋位于冰层下,与海王星的核心区域相交,由核心的加热产生。
由于冰层和大气层的绝缘作用,海洋的温度可能足够维持生命的存在和演化。
三、冥王星:太阳系的边缘

除了海王星,太阳系边缘还有其他神秘之处。
冥王星,曾被认为是太阳系的第九颗行星,后来被重新分类为矮行星。
冥王星的运动受到不明引力源的干扰,这种现象可能源自太阳系边缘的一颗流浪黑洞。
虽然这些理论尚未得到证实,但它们激发了天文学家对太阳系边缘的兴趣。
尽管海王星和冥王星距离地球遥远,但未来的太空探索可能会带来更多的发现。
科学家对海王星内部的海洋和太阳系边缘的奥秘充满好奇。
随着太空技术的不断进步,我们可能会更深入地了解这些遥远的领域。
太阳动力天文台(SDO)2015年拍到的一次太阳爆发。
NASA / SDO 太阳的命运即是太阳系的命运。
随着太阳的老去,这颗与我们命运息息相关的恒星将会逐渐失去它的质量,并逐渐毁掉与它共生的行星系统。
但这一过程究竟会如何发生,目前天文学家的看法各不相同。
近日发表在《天体物理学期刊通讯》上的一篇论文指出,太阳老化后,太阳系外围的行星——木星、土星、天王星和海王星的消亡,可能会比之前人们认为的快很多。
以前人们认为,这些行星至少还能围绕已经变成了白矮星的太阳运行十万亿亿(10¹⁸)年;但新的研究结果显示,留给它们的时间可能只有十亿年。
那个时候地球自然早已不存在了,或者已经被烧焦。
但天文学家对太阳系外围气体巨行星的命运究竟会如何发展仍有争议。
传统的模型认为,外太阳系的这些行星可能仍会很长一段时间内继续存在,直到遇见一颗近距离掠过的恒星。
外来恒星引力的扰动,会导致这个本就脆弱的系统解体。
但新的模型却暗示,垂死的太阳本身就有可能导致晚年的外太阳系发生相对快速且混乱的巨变。
研究人员使用太阳演化模型,在计算机中追踪了木星、土星、天王星和海王星的轨道在不同的太阳物质流失过程影响下可能会发生的变化。
研究人员总共模拟了672种可能的情形,这其中包括了不同规模的爆发,以及不同阶段的爆发。
研究人员将各种结果与平稳状态下的结果进行了比较,试图探索外太阳系行星在至少30亿年内是否能够保持稳定。
模拟结果显示,只要太阳发生爆发式的物质流失,外太阳系行星的结果都不太好。
如果太阳发生爆发式的物质流失,那么在太阳成为白矮星后的30亿年内,外太阳系的行星结构中有大约96%会变得不稳定。
事实上,在太阳完成质量抛射之前,就会有大约40%的行星轨道会崩溃。
在某些情况下,有些行星会被强行弹射出太阳系;而在另一些情况下,天王星和海王星的轨道会互换。
除非太阳质量损失的过程进行得较为温和,部分才行星有机会缓慢地进入彼此之间同步或共振的轨道,并在数十亿年中保持相对的稳定。
不同质量损失模式下可能会出现的外太阳系行星轨道构型。
红橙绿蓝四色分别对应木星、土星、天王星和海王星轨道。
The Astrophysical Journal Letters 参考 Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss
我们平时看到的太阳系图片,太阳旁边整整齐齐排着几颗行星,看起来像一家人合影。
但真实的太阳系,最让人震撼的,是这些世界之间,漫长得难以想象的空白。
先从脚下的地球出发。
它的直径大约一万两千七百公里,站在地面上,公路通向天边,大海横在眼前,山峰钻进云里。
可镜头不断拉远,城市消失了,大陆缩小了,最后,我们的一生,就装在黑暗里这颗蓝色的小球上。
再看月亮。
它好像就挂在地球旁边,伸手就能够到。
但两者平均相隔三十八万四千四百公里,按地球直径来算,这个距离差不多能排下三十个地球。
假设有一架不用加油、还能在太空飞行的客机,每小时前进九百公里,去月球也得飞将近十八天。
光跑完这段路,却只需要一点三秒。
月球没有风雨,也没有我们能呼吸的空气。
宇航员留下的脚印,可能保存很久很久。
但这场人类曾经无比骄傲的远行,放到太阳系里,不过是从家里迈出了一小步。
从太空回望地球,保护我们的那层空气,只像边缘一道淡淡的蓝光。
所有森林、海洋、城市,以及曾经生活过的人,都依靠这层薄薄的大气。
我们习惯了它,直到离开地面,才发现自己的世界有多小。
接下来,去看看太阳。
地球距离它大约一点五亿公里。
刚才那架客机,就算一路不停,也要飞十九年。
阳光只需要八分二十秒,所以你此刻看到的太阳,其实是八分多钟以前的样子。
太阳直径接近一百四十万公里,按体积计算,能装下大约一百三十万个地球。
整个太阳系百分之九十九点八的质量,都集中在它身上。
行星、卫星、小行星,连同我们,只分到了剩下的那一点点。
它也没有可以站立的地面。
炽热的等离子体翻涌,磁场把带电物质抛向太空。
这些物质来到地球附近,能点亮极光,也可能干扰卫星和电力系统。
给我们生命的恒星,靠近了,同样危险。
但太阳再大,也没把周围填满。
沿着它向外走,第一个遇到的是水星。
它离太阳最近,一年只有八十八个地球日。
从一次日出等到下一次,却要一百七十六个地球日。
白天,水星表面能热到四百三十摄氏度,夜里又能降到零下一百八十度。
可在两极那些永远晒不到太阳的陨石坑里,居然还藏着水冰。
真正最热的行星,是金星。
它的大小和地球相近,却被浓厚的大气裹住,地表温度接近四百六十七摄氏度,连铅都能熔化。
看着像地球的姐妹,走近了才知道,这是一个完全不同的世界。
越过地球,就是火星。
阳光来到这里,需要大约十三分钟。
今天的火星是一片寒冷荒漠,可河谷、三角洲和矿物,仍在讲述它曾经拥有流水的过去。
巨大的峡谷和火山,又提醒我们,这个看似熟悉的邻居,远比想象中陌生。
再往外,小行星带出现了。
电影里,飞船总要在密密麻麻的巨石之间闪躲。
但真实的小行星带,大部分地方都是空的。
就算把里面的小行星全部凑在一起,总质量也比不上月球。
穿过这片空旷,木星才真正让人感到什么叫巨大。
它的直径大约是地球的十一倍,体积能容纳约一千三百个地球,却不到十小时就自转一圈。
云层被拉成条纹,大红斑则是一场持续了至少一百多年的巨大风暴。
从太阳到木星,已经是七亿多公里。
那架客机,差不多要飞一个世纪。
可这趟旅程,距离结束还早。
抵达土星,阳光已经走了大约八十分钟。
它最醒目的光环,看起来像一整块圆盘,实际是无数冰块各自绕行。
横向铺开能延伸几十万公里,有些部分却薄得惊人。
壮观的外表背后,是引力维持的精巧秩序。
如果把光环缩到一个足球场那么宽,它的厚度甚至可能比头发还薄。
那些冰块,从细小尘粒到房屋般的碎块,各走各的轨道,共同拼出了我们眼前这道光环。
再到天王星,距离太阳接近三十亿公里。
它像是侧躺着转动,绕太阳一圈,要八十四个地球年。
而海王星,平均距离太阳大约四十五亿公里。
阳光来到这里,已经过去四个多小时。
客机要飞约五百七十年。
八大行星走到这里结束了,太阳系却还远远没有结束。
海王星外,是寒冷的柯伊伯带。
冥王星就在这一带运行。
它比月球还小,却有冰山、稀薄的大气,以及那片著名的心形平原。
新视野号用了九年多,才终于来到它身边。
更远处,旅行者一号还在孤独前进。
它于一九七七年离开地球,后来穿过日球层顶,进入星际空间。
但走出太阳风撑起的气泡,并不等于走出了太阳系。
它身上还带着一张金唱片,装着地球的声音、音乐、图像和问候。
没人知道这封信会不会被收到,它仍随着飞船,向黑暗深处远去。
前方还有推测中的奥尔特云。
无数冰冷的小天体,可能从各个方向包围着我们。
它的外缘,可能延伸到距离太阳十万个天文单位的地方。
旅行者一号要穿过这片区域,可能还需要数万年。
如果这些数字仍然太抽象,就把太阳缩成一个直径十四厘米的柚子。
地球只剩一粒一点三毫米的小沙子,在十五米外绕着它转。
海王星是一颗五毫米的小珠子,却已经远在四百五十米之外。
旅行者一号,要放到两公里多外。
奥尔特云最远的边界,则可能在一千五百公里外。
一个柚子,几粒微小的沙子,中间隔着城市般辽阔的空白。
这才是太阳系真正的样子。
我们以为已经走得很远,可回头看看,人类的宇宙远行,原来才刚刚出门。