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地麵深空網絡接收地球上的美國國家航空航天局(nasa)深空網絡發揮著關鍵作用,它由分布在全球不同地點的大型射電望遠鏡組成,包括美國、西班牙和澳大利亞的天文台,這些望遠鏡協同工作,能夠實時跟蹤旅行者2號的位置,接收其發送的數據信號,並將數據傳輸到地麵控製中心。
天王星衛星的部分發現如下
數量與命名發現
數量增加隨著觀測技術的不斷進步,天王星已知衛星的數量在不斷增加。1787年,威廉·赫歇爾發現了天王星的前兩顆衛星——奧伯龍和泰坦尼亞;1851年,威廉·拉塞爾發現了天衛一和天衛二;1948年,傑拉德·kuiper發現了天衛五;1986年,旅行者2號探測器發現了10顆新衛星;之後,通過哈勃空間望遠鏡和地麵望遠鏡又陸續發現了一些衛星,截至101novel.com24年,已知天王星有28顆衛星。
命名規律天王星的衛星大多以莎士比亞作品中的角色命名,隻有少數幾顆衛星的名字取自亞曆山大·蒲柏的作品。
物理特征發現
地表特征多樣通過探測器觀測,發現天王星衛星的地表特征豐富多樣。如天衛一艾瑞爾表麵布滿了峽穀、山脊、斷層和山穀,是天王星所有衛星中最亮的一個;天衛五米蘭達有巨大的斷層峽穀,其深度可達大峽穀的12倍,還有梯田狀的地層和看起來非常古老或年輕的表麵;天衛四奧伯龍古老且表麵布滿了撞擊坑。
內部結構特殊有研究表明,一些衛星可能存在特殊的內部結構。如天衛一艾瑞爾和天衛五米蘭達可能擁有地下海洋,天衛一表麵覆蓋著大量二氧化碳冰,其來源可能與內部液態海洋有關。
軌道特性發現
軌道傾斜與行星相似天王星衛星的軌道與天王星的自轉軸傾斜角度接近,都接近98度,這在太陽係中是非常獨特的,表明衛星可能是在天王星形成後,因一次巨大碰撞被撞歪後形成的。
存在牧羊衛星如天衛六和天衛七是牧羊衛星,它們對天王星的薄而外的“epsilon”環起到了限定和維持其形狀的作用。
天王星衛星的軌道特點對其環境和地質特征有諸多影響,具體如下
軌道傾斜角度大
環境方麵由於天王星衛星的軌道麵與天王星公轉軌道麵交角接近98°,衛星在運行過程中會經曆極端的光照條件變化。比如在天王星的極晝和極夜期間,其衛星也會受到類似影響,導致衛星表麵溫度差異極大,進而影響衛星表麵物質的狀態和大氣的分布與運動。
地質方麵這種極端的軌道傾斜使得衛星受到的潮汐力方向和大小在不同時期變化明顯,可能引發衛星內部的物質發生大規模的遷移和重新分布,從而促使地質活動的發生,如天衛五表麵複雜的峽穀和懸崖地形,可能就是在這種長期的潮汐作用下形成的。
軌道麵與赤道麵交角小
環境方麵衛星軌道麵與天王星赤道麵交角小,使得衛星大部分時間處於天王星赤道附近的區域,這裡的引力場相對較為穩定,衛星受到的引力乾擾相對較小,有利於衛星保持相對穩定的環境。
地質方麵穩定的軌道環境使得衛星的地質結構受外力乾擾較小,地質演化過程相對較為緩慢和穩定,一些古老的地質特征得以較好地保存下來,如天衛四布滿隕石坑的古老表麵。
軌道形狀接近圓形
環境方麵接近圓形的軌道使得衛星與天王星之間的距離相對穩定,衛星所受到的天王星引力大小和方向變化較小,從而使衛星的環境相對穩定,溫度、氣候等環境因素的變化也相對較小。
地質方麵穩定的引力環境有利於衛星內部結構的穩定,減少了因引力變化引起的內部物質摩擦和碰撞,使得地質活動相對不那麼活躍,地質結構的變化也較為緩慢,有助於維持衛星表麵地質特征的長期穩定性。
天王星已知的衛星有29顆,部分衛星名稱如下
主要衛星
天衛一(艾瑞爾)由英國天文學家威廉·拉塞爾於1851年發現,表麵布滿峽穀、山脊、斷層和山穀,是天王星所有衛星中最亮的一個。
天衛二(烏姆柏裡厄爾)同樣由威廉·拉塞爾於1851年發現,是天王星最暗的衛星,表麵分布著起伏劇烈的火山口地形。
天衛三(泰坦尼亞)於1851年被發現,是天王星最大的衛星,表麵覆滿火山灰,有長達數千公裡的大峽穀。
天衛四(歐貝隆)1851年被發現,古老且表麵布滿了撞擊坑,隕石坑底有許多暗區。
天衛五(米蘭達)1948年由傑拉德·kuiper發現,有巨大的斷層峽穀,其深度可達大峽穀的12倍,還有梯田狀的地層和看起來非常古老或年輕的表麵。
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其他衛星
天衛六(科迪莉亞)旅行者2號於1986年發現,是epsilon光環中離主星最近的一顆牧羊衛星。
天衛七(奧菲莉亞)旅行者2號於1986年發現,是epsilon外層光環中的一顆牧羊衛星。
天衛十六(卡利班)1997年被發現,其運行軌道從天王星算起約有7101novel.com萬千米。
天衛十八(普洛斯彼羅)1999年被發現,直徑約有3040公裡。
天衛二十二(弗朗西斯科)101novel.com01年被發現,離天王星千米。
米蘭達的形成原因目前尚無定論,主要有以下幾種假說
吸積盤假說
認為米蘭達是由天王星形成後不久其周圍的吸積盤物質聚集而成。在太陽係早期,行星形成過程中,圍繞著新生天王星的吸積盤內的氣體和塵埃顆粒相互碰撞、吸附,逐漸增大,最終形成了米蘭達。
撞擊假說
該假說指出,可能有較大天體撞擊了天王星或其早期的衛星,撞擊產生的碎片在天王星的引力作用下重新聚集,形成了米蘭達。這種撞擊事件可能導致了米蘭達獨特的地質特征和內部結構。
引力俘獲假說
米蘭達可能原本是太陽係中獨立的小天體,在經過天王星附近時,被天王星的引力所俘獲,從而成為其衛星。在被俘獲後,它在天王星的引力場和其他衛星的影響下,逐漸演化成現在的狀態。
米蘭達稀薄大氣層的形成原因主要有以下幾點
撞擊蒸發
米蘭達在其形成和演化過程中,不斷遭受隕石和小行星等天體的撞擊。這些撞擊產生的巨大能量使衛星表麵的物質升溫、熔化甚至汽化,其中一些氣體分子獲得了足夠的能量逃離表麵,形成了稀薄的大氣層。
內部氣體釋放
米蘭達內部可能存在著一些揮發性物質,如甲烷、氨和水冰等。在其內部的地質活動或熱演化過程中,這些物質可能會逐漸釋放出來,從而為大氣層了一定的氣體來源。
太陽風作用
太陽風是由太陽發出的高速帶電粒子流,當它與米蘭達的表麵相互作用時,會使表麵的一些原子和分子被電離並獲得足夠的能量,從而逃逸到衛星的周圍,形成稀薄的大氣層。
米蘭達稀薄大氣層中的氣體成分主要有以下幾種
氫氣和氦氣
由於天王星的大氣主要由氫氣和氦氣組成,作為其衛星,米蘭達的大氣層中可能也存在一定量的氫氣和氦氣。
甲烷
天王星大氣中有甲烷,米蘭達在形成和演化過程中可能受其影響,大氣層中也含有甲烷,甲烷的存在使米蘭達的表麵可能呈現出一些特殊的物理和化學性質。
氨和硫化氫
天王星大氣中含有氨和硫化氫,米蘭達的大氣層中或許也有這兩種氣體,不過含量可能極少。
水汽
米蘭達表麵存在冰,在一些地質活動或溫度變化過程中,冰可能會升華形成水汽,從而進入大氣層。
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