太阳系的璀璨星球(下)

五、天王星及卫星

天王星(Uranus:英国天文学家威廉·赫歇尔爵士于1781年3月13日发现。以希腊神话中的“天空之神”命名,距离太阳28.69亿千米(19.2天文单位),远地点20.11天文单位,近日点18.33天文单位,半长轴19.2184天文单位。天王星每84.0205年(30,688.5天)绕太阳运行一次,平均轨道速度6.80公里/秒。赤道直径51,118公里,是地球直径的四倍。天王星的质量大约是地球的14.5倍,是大行星中质量最小的。平均半径25,362±7公里,赤道半径25,559±4公里,是4.007个地球赤道半径;极地半径24,973±20公里,是3.929个地球极地半径;表面积8.1156×109  平方公里,是15.91个地球;体积6.833×1013立方公里,是63.086个地球体积;平均密度1.318克/立方厘米,天王星成为继土星之后的第二个低密度行星。质量8.6810×1025公斤,是14.536个地球质量。周长159,354.1公里,自转周期17时14分24秒,赤道旋转速度2.59公里/秒。

是一个液态行星,由氢气(H2)83±3%,氦(He)15±3%,甲烷(CH4)2.3%,氘化氢0.009%等气体组成,是外星行星中最轻的。在行星中独一无二的是,它围绕着太阳运行。它的轴向倾斜度超过九十度到黄道。是太阳系中最冷的行星,表面平均温度53 K(-220.15℃),最底温度49 K(-224.15℃),最高温度57 K(-216.15℃),风速可以达到每秒250米(900公里/小时)。

天王星的气体与木星和土星上的氢和氦主要成分相似,但它含有更多的“冰”,如水,氨和甲烷,还有其他碳氢化合物的痕迹。它是太阳系中最冷的行星大气层,最低温度为49K(-224°C;-371°F),使得天王星成为太阳系中最冷的星球。天王星具有复杂、分层的云层结构,被认为弥补了云层和甲烷云层最上层天王星的内部主要由冰和岩石组成。

旅行者2号发现天王星有一个环系统,天王星的环与木星和土星的环明显不同,天王星系统可能相对年轻,并不是在天王星同时形成的,构成环的粒子可能是被高速撞击或被潮汐效应撕裂的月球残余物。发现天王星一个磁层和许多卫星。天王星在阳光照射的极点附近发现了一层高度的雾霾。这个区域也被发现辐射大量的紫外线,这种现象被称为“日光”。平均气温约为60 K(-350°F / -213°C)。天王星系统在行星中具有独特的构造,因为其旋转轴线侧向倾斜,接近太阳轨道的平面。赤道极地半径分别为25,559±4 公里(15,881.6±2.5英里)和24,973±20公里(15,518±12英里)。1986年,来自旅行者2号的图像显示,天王星是可见光中几乎没有特征的行星,没有与其他巨行星相关的云带或风暴。天王星的观测结果表明,天王星在2007年接近春分时,季节变化和天气活动增加,风速可以达到每秒250米(900公里/小时; 560英里/小时)。天王星大气层可以分为三层:对流层,海拔-300米和50千米,压力从100巴到0.1巴(10兆帕到10千帕)。平流层,跨越海拔50公里至4,000公里,压力介于0.1巴至10−10巴(10千帕至10微帕)之间。(注:1巴(bar)=100千帕(KPa))。

天王星结构由三层组成:中心为岩石(硅酸盐/铁 - 镍)核心,中间为冰冷的地幔,外部为气态氢/氦包膜,核心相对较小,质量只有0.55个地球质量,半径小于天王星的20%地幔包括它的体积,大约只有13.4个地球质量,上层大气相对较弱,重约0.5个地球质量。天王星的核心密度约为9克/立方厘米,中心压力为800万巴(800GPa),温度约为5000K。事实上,冰幔事实上并不是由冰块构成的,而是由水,氨和其他挥发物组成的高热密度流体,这种具有高导电率的流体有时被称为水 - 氨海洋。

天王星有27颗已知的卫星,其中最大的卫星是天卫三(Titania),天卫四(奥伯龙Oberon),天卫二(温布里埃尔Umbriel),天卫一(阿里尔Ariel)和天卫五(米兰达Miranda)。

天王星

天王星

天王星与环和卫星,近红外光点为卫星,哈勃太空望远镜从1998年的一张照片

旅行者2号1986年1月24日从81,500公里处拍摄的天王星

旅行者2号在1986年1月下旬拍摄的天王星大气的甲烷和高空光化学烟雾

旅行者2号1986年1月17日在910万公里处拍摄的天王星,图片是通过蓝色,绿色和橙色过滤器拍摄的图像的组合。右上角的阴影对应着地球上的昼夜界线。除了这个界限之外,隐藏着天王星的北半球,当行星旋转时,它目前仍然处于完全黑暗的状态。天蓝色的颜色是由天王星深沉,寒冷,清澈的大气中甲烷气体吸收红光所致。

旅行者2号1986年1月拍摄的天王星

旅行者2号1986年1月14日从1290万公里拍摄的天王星,通过紫色,蓝色和橙色的过滤器,可见大气运动的特征。

旅行者2号拍摄天王星南半球看到的大气层

旅行者2号天拍摄的天王星黑暗环

天王星的延时图像

天王星与地球的大小比较

天王星和7颗卫星

天王星及其五个主要卫星,旅行者2号航天器所获得的这幅影像在蒙太奇中出现。

天王星,海王星和它们的卫星

天王星(左)和其最大的卫星,从左到右的冰球尺寸比较,天卫五,天卫一,天卫二,天卫三和天卫四

天王星卫星系统的示意图

天王星的光环和卫星轨道

2014年哈勃望远镜捕捉到天王星的极光

天王星和卫星距离的示意图

天卫一(阿里埃尔Ariel爱丽儿),1851年10月24日由英国天文学家威廉·拉塞尔(William Lassell)发现。距离天王星中心约190,900公里,即在其云顶之上约165,300公里。近距点19.09万公里,远距点190,670公里,尺寸1162.2×1155.8×1155.4公里,直径1162公里,平均半径578.9±0.6公里,表面积4211300平方公里,体积812600000立方公里,质量(1.353±0.120)×1021千克,平均密度1.592±0.15克/立方厘米。轨道周期和自转周期同步都为2天12小时29分21秒,平均轨道速度5.51公里/秒。总面积约421.1万平方公里,约与欧盟规模相当。最高表面温度是-189°C(84 K),平均而言,估计只有大约-213°C(60 K)。地形起伏,有平原,陨石坑,峡谷,断层陡坎,山脉和凹槽。最常见的是陨石坑,峡谷,褶皱山脉,山脊和波谷。最长的峡谷是卡奇纳沙斯玛塔(Kachina Chasmata),长达1800至2200公里,宽50公里。在平坦的平原上,有一些直径约100公里的明亮的斑块,可能是平坦的陨石坑。南部的里马(Rima)陨石坑直径41公里。

天卫一

天卫一

天卫一

旅行者2号1986年1月24日从约13万公里处拍摄的天卫一。它的大部分地表都是密集地有直径5到10公里的陨石坑。这些陨石坑与无数的山谷和断层崖交错,右边附近为最大的断层山谷,中心附近是一个光滑的地区,部分地区被沉积物填满,又形成了狭窄和有些曲折的陡坡和山谷。

旅行者2号获得的天卫一图像,标记的表面特征

旅行者2号从13万公里拍摄的天卫一

旅行者2号1986年1月24日从13万公里处拍摄天卫一

旅行者2号在1986年1月24日从距离13万公里拍摄到天卫一山谷的断层

旅行者2号拍摄的天卫一,地面平坦的峡谷在右下方可见,明亮的火山口在左下角

旅行者2号拍摄天卫一表面的陨石坑和裂谷

旅行者2号在2.52万公里处拍摄的天卫一

2006年7月26日,哈勃太空望远镜捕获了天卫一在天王星上的一个罕见的过境,为天王星的云顶蒙上了一层阴影。这种事件是罕见的,只发生在春分点附近,因为天卫一的天王星轨道平面与天王星围绕太阳的轨道平面倾斜98°。

地球,月球和天卫一的大小比较

天卫二(温布里埃尔Umbriel),距离天王星中心约266,300公里,平均距离高于其云层之上约240700公里。近距点265,100公里,远距点267,500公里。直径1169.4公里,平均半径584.7±2.8公里,体积837300000立方公里,质量(1.172±0.135)×1021千克,平均密度1.39±0.16克/立方厘米。轨道周期和自转周期同步都为4.144天,平均轨道速度4.67公里 /秒。总面积约为429.6万平方公里,几乎完全是欧盟的面积。最高表面温度是-188°C(85 K),平均估计只有大约-198°C(75 K)。表面多陨石坑。1851年10月24日,由英国天文学家威廉·拉塞尔(William Lassell,1799年6月18日至1880年10月5日)发现。

天卫二,旅行者2号1986年1月24日在距离557,000公里(346,000英里)拍摄的,分辨率约为10公里(6英里),天卫二直径约1,200公里(750英里),只反射了16%的光线照射到它的表面,在后一方面天卫二看到许多明亮的陨石坑,右上的突出火山口直径约110公里(70英里),有一个明亮的中央高峰。顶上是一个奇怪的明亮的环,是天卫二看到的最反射光线的区域,该环直径约140公里(90英里),位于天卫二赤道附近,环的性质是未知的,可能是一个霜冻,也许与撞击坑有关。

天卫二

天卫二

旅行者2号从55万公里拍摄天卫二

旅行者2号拍摄天卫二的天文陨石坑(右上亮点),可看到明亮的中央高峰。

地球,月球和天卫二的大小比较

天卫三(Titania),距离天王星中心大约436,300公里,即高于其云层之上约410700公里,近距点435,800公里,远距点436,800公里。直径1577.8公里,平均半径788.4±0.6公里,体积2065000000立方公里,质量(3.527±0.09)×1021千克,平均密度1.711±0.005克/立方厘米。轨道周期和自转周期同步都为8.706234天,平均轨道速度3.64公里/秒。总面积约782万平方公里,略多于澳大利亚面积。平均表面温度为-203±7℃(70±7K)。最高温度可以升高到-184℃,最低可降到-213℃。表面有陨石坑,冲击盆地,峡谷和洼地(陡坡)。已知最大的格特鲁德(Gertrude)陨石坑直径达326公里。格特鲁德以西有一个“无名盆地”,直径约为330公里。峡谷中最为突出的是墨西拿峡谷(Messina Chasma),从赤道起约一千五百公里,几乎到达南极。在1787年1月11日由英国天文学家威廉·赫歇尔发现。

天卫三

天卫三

天卫三

旅行者2号从50万公里拍摄天卫三

地球,月球和天卫三的大小比较

旅行者2号1986年1月24日在36.9万公里处拍摄天卫三的平原,巨大的裂缝,最突出的是横跨天卫三的断层山谷,长达1,500公里,宽达75公里。

天卫三表面特征标记,墨西拿峡谷(Messina Chasma)是在天卫三表面上最大的峡谷,长1492 公里。鲁西永·鲁佩斯崖(Rousillon Rupes),是一个陡崖,长402 公里。格特鲁德(Gertrude)火山是天卫三中最大的已知火山口,长约有326公里,从地面上升高约2公里,火山口的中心,有一个巨大的圆顶,这是由于撞击后立即隆起而形成的,圆顶直径约150公里,高2-3公里。厄休拉(Ursula)火山口,长约135公里,中央坑直径约20公里,这可能是天卫三最年轻的大型撞击坑之一。

天卫四(奥伯龙Oberon),距离天王星中心约583,519公里,即在其云顶之上高出约558,000公里,近距点582,702公里,远距点584,336公里。直径约为1520公里,平均半径761.4±2.6公里,体积1,849,000,000立方公里,质量(3.014±0.075)×1021千克,平均密度1.63±0.05克/立方厘米。轨道周期和自转周期同步都为13.463234天,平均轨道速度3.15公里/秒。总面积约728.5万平方公里,略小于除维多利亚州之外的澳大利亚的面积。平均表面温度在-193℃和-203℃(70-80K)之间。表面有陨石坑,深深谷,陡峭的裂谷或悬崖。最大的哈姆雷特(Hamlet)陨石坑,直径达206公里。于1787年1月11日由英国天文学家威廉·赫歇尔发现。

天卫四

天卫四,旅行者2号在1986年1月拍摄

旅行者2号拍摄的天卫四

天卫四表面特征标记

天卫四地面名称标记,莫姆尔峡谷(Mommur Chasma)是天卫四表面最大的长537 公里的“峡谷”。于1986年1月首次由旅行者2号拍摄。科里奥兰纳斯陨石坑,直径120公里。法斯塔夫陨石坑,直径124公里。李尔陨石坑,直径126公里。凯撒陨石坑,直径76公里。安东尼陨石坑,直径47公里。哈姆雷特陨石坑,直径206公里。奥赛罗陨石坑,直径114公里。马克白陨石坑,直径203公里。罗密欧陨石坑,直径159公里。

地球,月球和天卫四的大小比较

天卫五(米兰达Miranda),距离天王星中心约129,872公里,即在其云顶之上约104,300公里。近距点129703公里,远距点130,041公里。是天王星的五颗卫星中最小的一颗,外形尺寸480×468.4×465.8公里,直径470公里,平均半径235.8±0.7公里,体积54,835,000立方公里,质量(6.59±0.75)×1019千克,平均密度1.20±0.15克/立方厘米。轨道周期和自转周期同步都为1.413479天,平均轨道速度6.66公里/ 秒。最高表面温度是-189°C(84 K),平均表面温度估计只有大约-213°C(60 K)。总面积约70万平方公里,大致与法国,奥地利,瑞士和斯洛文尼亚的大小相同。表面峡谷纵横交错,最大的维罗纳卢佩悬崖,悬崖峭壁的高度在5至10公里,是太阳系中最高的悬崖之一。旅行者2号发现在南半球有三个巨大的沟槽结构,每个至少宽200公里,深达20公里,以莎士比亚戏剧中的人物阿尔登,埃尔西诺和因弗内斯命名。由荷兰裔美国天文学家杰拉德·彼得·柯伊伯(Gerard Peter Kuiper)于1948年2月16日在美国得克萨斯州杰夫·戴维斯县戴维斯堡西部戴维斯山脉的洛克山上麦克唐纳天文台用82英寸(2,080毫米)奥托斯特鲁维望远镜发现。

天卫五

天卫五

美国宇航局制作的天卫五表面地名

1986年初旅行者2号拍摄了这幅天卫五影像拼图的照片

旅行者2号拍摄的天卫五

旅行者2号拍摄的天卫五表面

旅行者2号拍摄的天卫五断裂的表面

旅行者2号拍摄的天卫五因弗内斯裂层

旅行者2号拍摄的天卫五表面雪佛龙沟

麦克唐纳天文台

麦克唐纳天文台9.2米望远镜

麦克唐纳天文台2.1米奥托斯特鲁维望远镜(左)和2.7米哈伦J.史密斯望远镜(右)的圆顶

麦克唐纳天文台附近

麦克唐纳天文台2.7米哈伦J.史密斯望远镜

麦克唐纳天文台2.1米奥托斯特鲁威望远镜

麦克唐纳天文台2.1米奥托斯特鲁威望远镜拍摄的土星

麦克唐纳天文台2.7米哈伦J.史密斯望远镜

1986年1月旅行者2号拍摄的天卫五表面维罗纳卢佩悬崖

1986年1月旅行者2号拍摄的天卫五表面维罗纳卢佩悬崖

天王星和天卫五的蒙太奇

天卫六(Cordelia),距离天王星中心约49751.722公里,近距点49,738.787公里,远距点49,764.657公里,轨道周期和自转周期同步都为0.33503384天,平均轨道速度10.7991公里/秒。尺寸50×36×36公里,平均半径20.1±3公里,表面积5500平方公里,体积38,900立方公里,质量4.4×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月20日旅行者2号拍摄的影像中发现,直到1997年哈勃太空望远镜观测到这种情况,才被再次发现。

旅行者2号拍摄的天卫六(Cordelia)和天卫七(Ophelia)的图像

天卫七(Ophelia),距离天王星中心约53,763.390±0.84公里,近距点53,230,057公里,远距点54,296,723公里。轨道周期和自转周期同步都为0.37640039天,平均轨道速度为10.3873千米/秒。尺寸54×38×38公里,平均半径21.4±4公里,表面积6600平方公里,体积41000立方公里,质量4.4×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月20日旅行者2号拍摄的影像被发现,直到2003年,哈勃太空望远镜才确定。

天卫七(Ophelia),天卫九(Cressida)和天卫十二(Portia)的旅行者2号图象

天卫八(比安卡Bianca),距离天王星中心约59,165.550±0.045公里,近距点59,111,118公里,远距点59,219,982公里。轨道周期和自转周期同步都为0.434578986天,平均轨道速度9.9007公里/秒。尺寸64×46×46公里,平均半径25.7±2公里,表面积8300平方公里,体积71000立方公里,质量9.2×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月23日旅行者2号拍摄的影像中发现。

天卫八

天卫八位置

天卫九(克雷西达Cressida),距离天王星中心约61,766.730公里,近距点61,744公里,远距点61,789公里。轨道周期和自转周期同步都为0.463569601天,平均轨道速度9.6896公里 /秒。尺寸92×74×74公里,平均半径39.8±2公里,表面积20,000平方公里,体积26万立方公里,质量(2.5±0.4)×1017千克,平均密度0.86±0.16克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月9日旅行者2号拍摄的图像中发现的。为细长的物体,表面是灰色的。

天卫十(Desdemona),距离天王星中心约62,658.364公里,近距点62,650.218公里,远距点62,666,509公里。轨道周期和自转周期同步都为0.473649597天,平均轨道速度96203公里/秒。尺寸90×54×54公里,平均半径32.0±4公里,表面积14,500平方公里,体积164,000立方公里,质量1.8×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月13日旅行者2号拍摄的图像中发现的。

哈勃图像的天王星卫星

天卫十一(朱丽叶Juliet),距离天王星中心约64,358.222±0.048公里,近距点64,315,746公里,远距点64,400,698公里。轨道周期和自转周期同步都为0.49306549天,平均轨道速度9.4922 公里 / 秒。尺寸150×74×74公里,平均半径46.8±4公里,表面积35,000平方公里,体积632,000立方公里,质量5.6×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月3日旅行者2号拍摄的图像中发现的。

天卫十二(波西亚Portia),距离天王星中心约66,097.265公里,近距点66,093,960公里,远距点66,100,570公里。轨道周期和自转周期同步都为0.51319592天,尺寸156×126×126公里,平均半径67.6±4公里,平均轨道速度9.3663公里/秒。表面积57,000平方公里,体积1,300,000立方公里,质量1.7×1018千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月3日旅行者2号拍摄的图像中发现的。

天卫十三(Rosalind),距离天王星中心约69,926.795公里,近距点69,919.103公里,远距点69,934.487公里。轨道周期和自转周期同步都为0.558459529天,平均轨道速度9,1058公里 /秒。尺寸72×72×72公里,平均半径36±6公里,表面积16,000平方公里,体积200,000立方公里,质量2.5×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月13日旅行者2号拍摄的图像中发现的。

天卫十四(贝林达Belinda),距离天王星中心约75,255.613公里,近距点75,250,345公里,远距点75,260,881公里。轨道周期和自转周期同步都为0.62352747天,平均轨道速度为8.7771公里/秒。尺寸128×64×64公里,平均半径40.3±8公里,表面积25,000平方公里,体积380,000立方公里,质量3.6×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年1月13日旅行者2号拍摄的影像中发现的。

天卫十五(帕克Puck),距离天王星中心86,004公里,近距点85,994公里,远距点86,015公里。轨道周期和自转周期同步都为0.76183287天,平均轨道速度8,21公里/秒。平均半径81±2公里,表面积82,400平方公里,体积2225,000立方公里,质量2.9×1018千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1985年12月被旅行者2号航天器发现。

天卫十五地图

1986年1月24日旅行者2号从49.3万公里距离拍摄的天卫十五

天卫十六(卡利班Caliban)距离天王星中心7,231,000公里,近距点6599100公里,远距点7,730,700公里。轨道与天王星逆行,环绕天王星约579天9小时22分钟(579.73天),大约是1586个地球年,平均轨道速度0.91公里/秒,自转周期2小时42分钟(2.7小时)。直径为72公里,平均半径36公里,表面积16,000平方公里,体积200,000立方公里,质量2.5×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。1997年9月6日由加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学物理学和天文学系的正教授布雷特·詹姆斯·格拉德曼(Brett James Gladman,生于1966年),美国康奈尔大学天文学系的天文学教授菲利普·D·尼科尔森(Philip D. Nicholson,生于1951年),康奈尔大学机械与航空航天工程学院天文学系教授约瑟夫·伯恩斯(Joseph Burns)和加拿大天文学家约翰·卡韦拉斯(John J. Kavelaars,生于1966年)使用位于美国加利福尼亚州帕洛玛天文台的一台200英寸海尔望远镜与天卫十七一起发现的。

天卫十七(Sycorax),是天王星最大的逆行不规则卫星,距离天王星中心12,179,000公里,近距点5,957,740公里,远距点18,393,380公里。轨道周期和自转周期同步都为1288.28天,平均轨道速度0.69公里/秒。平均半径82.5+ 18公里,表面积80,000平方公里,体积2,000,000立方公里,质量2.5×1018千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。1997年9月6日由加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学物理学和天文学系的正教授布雷特·詹姆斯·格拉德曼(Brett James Gladman,生于1966年),美国康奈尔大学天文学系的天文学教授菲利普·D·尼科尔森(Philip D. Nicholson,生于1951年),康奈尔大学机械与航空航天工程学院天文学系教授约瑟夫·伯恩斯(Joseph Burns)和加拿大天文学家约翰·卡韦拉斯(John J. Kavelaars,生于1966年)使用位于美国加利福尼亚州帕洛玛天文台的一台200英寸海尔望远镜与天卫十六一起发现的。

天卫十七

天卫十八(普洛斯佩罗Prospero),一颗相对较小的天王星逆行不规则卫星,距离天王星中心16,256,000公里,近距点10,834,570公里,远距点21,489,900公里。轨道周期和自转周期同步都为1978.29天,平均轨道速度0.60公里/秒。平均半径25公里,表面积8000平方公里,体积约65,000立方公里,质量8.5×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。是1999年7月18日是由美国天文学家马修·霍尔曼,加拿大天文学家约翰·J·卡夫尔斯,加拿大天文学家布雷特·詹姆斯·格拉德曼,丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)等人领导的一组天文学家发现,以莎士比亚的戏剧“暴风雨”中的魔术师普洛斯佩罗(Prospero)命名。

天卫十九(Setebos),是天王星最外面的一颗逆行不规则卫星,距离天王星中心17,418,000公里,近距点7,451,800公里,远距点27,386,730公里。轨道周期和自转周期同步都为2,196.35天,平均轨道速度0.57公里/秒。平均半径24公里,表面积7200平方公里,体积58,000立方公里,质量7.5×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。于1999年7月18日由美国天文学家马修·霍尔曼,加拿大天文学家约翰·J·卡夫尔斯,丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)加拿大天文学家布雷特·詹姆斯·格拉德曼等人领导的一组天文学家发现。

天卫廿十(斯特拉诺Stephano),是一颗逆行的天王星不规则卫星,距离天王星中心8,004,000公里,长半轴7,952,320公里,近距点6,804,300公里,远距点9,100,340公里。轨道周期和自转周期同步都为677.37天,平均轨道速度0.86公里/秒。平均半径16公里,表面积3,000平方公里,体积20,000立方公里,质量2.2×1016千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。于1999年7月18日由加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学物理学和天文学系的正教授布雷特·詹姆斯·格拉德曼(Brett James Gladman,生于1966年),加拿大天文学家约翰·J·卡夫尔斯(John Kavelaars,生于1966年),美国天文学家马修·霍尔曼(Matthew J. Holman,生于1967年),让 - 马克·佩蒂特(Jean-Marc Petit),丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic),德国天文学家汉斯·舍尔(Hans Scholl,生于1942年)等人发现。

天卫二十一(Trinculo),是天王星逆行的不规则卫星,距离天王星中心8,504,000公里,近距点6,650,240公里,远距点10,352,280公里。轨道周期和自转周期同步都为749.24天,平均轨道速度0.82公里/秒。平均半径9公里,表面积1,000平方公里,体积3,000立方公里,质量3.9×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。是由美国天文学家马修·霍尔曼,加拿大天文学家约翰·J·卡夫尔斯,加拿大天文学家布雷特·詹姆斯·格拉德曼等人领导的一组天文学家于2001年8月13日发现。

天卫廿二(弗朗西斯科Francisco),距离天王星中心4,276,000公里,近距点3,690,480公里,远距点4,861,340公里。轨道周期和自转周期同步都为267.12天,平均轨道速度1.17公里/秒。平均半径11公里,表面积1,500平方公里,体积6000立方公里,质量7.2×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。美国旧金山一个团队在同一时间为天王星照片图像进行研究时,由天文学家马修·J·霍尔曼,约翰·J·卡夫尔斯,丹·米利萨弗赫维奇和汤米·格拉夫于2001年8月13日发现的。

天卫二十三(玛格丽特Margaret),是天王星唯一的不规则卫星,距离天王星中心14,345,000公里,近距点2,913,700公里,远距点25,926,970公里。轨道周期和自转周期同步都为1687.01天,平均轨道速度0.62公里/秒。平均半径10公里,表面积约1,300平方公里,体积4,200立方公里,质量5.5×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。由美国天文学家斯科特·桑德·谢泼德(Scott S. Sheppard,生于1976年)和大卫·朱维特(David C. Jewitt,生于1958年)于2003年8月29日发现。

天卫二十四(费迪南德Ferdinand),是天王星最外面的逆行不规则卫星,距离天王星中心20,901,000公里,近距点11,663,850公里,远距点29,350,350公里。轨道周期和自转周期同步都为2887.21天,平均轨道速度0.54公里/秒。平均半径6公里,表面积约1,300平方公里,体积4,200立方公里,质量5.4×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度65K。2001年8月13日,首先由马修·霍尔曼(Matthew J. Holman),约翰·卡夫拉尔斯(John J. Kavelaars),丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)和布莱特·格拉德曼(Brett J. Gladman)看到,并于2001年9月21日被观测到,位于天王星附近。 2003年8月29日和30日,由美国天文学家斯科特·桑德·谢泼德(Scott S. Sheppard,生于1976年)领导的团队观测天王星周围的天空,并在天王星附近发现了两个不明物体,这两个新的对象由斯科特·桑德·谢泼德等人重新研究,在2003年9月20日又观测,2003年9月24日霍尔曼等人再观察,于2003年9月30日确认了是天王星的卫星,2003年10月1日正式将其标识为天卫二十四。

天卫廿五(Perdita),距离天王星中心76,417公里,近距点76,325公里,远距点76,509公里。轨道周期和自转周期同步都为0.638021天,平均轨道速度8.7101公里/秒。尺寸30×30×30公里,平均半径15±3公里,表面积2,800平方公里,体积14000立方公里,质量0.18×1017千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。1986年被旅行者2号航天飞机拍摄的,但是十多年来这些照片都没有被认出,1999年亚利桑那大学农历和行星实验室的行星研究员埃里希·卡科斯希克(Erich Karkoschka)(生于1955年)发现,2003年5月18日,哈勃太空望远镜拍摄的照片成功证实了它的存在。

天卫廿六(玛格Mab),距离天王星中心97,736公里,近距点97,492公里,远距点97,980公里。轨道周期和自转周期同步都为0.923天,平均轨道速度为7.68公里/秒。平均半径6-12公里,表面积1,900平方公里,体积8000立方公里,质量1×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度63K。由美国宇航局埃姆斯研究中心工作的马克·索瓦尔特(Mark R. Showalter)和雅克·乔纳森·利斯奥尔(Jack J. Lissauer)于2003年8月25日使用哈勃太空望远镜发现。

天卫廿七(丘比特Cupid),距离天王星中心74,392公里,近距点74,295公里,远距点74,489公里。轨道周期和自转周期同步都为0.618天,平均轨道速度8.7539 公里 / 秒。平均半径9公里,表面积1000平方公里,体积3000立方公里,质量3.8×1015千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面温度64K。由美国宇航局埃姆斯研究中心工作的马克·索瓦尔特(Mark R. Showalter)和雅克·乔纳森·利斯奥尔(Jack J. Lissauer)于2003年8月25日使用哈勃太空望远镜发现。

半人马小行星球,起名于半人马座,是太阳系中土星和海王星之间绕太阳运行的一个小群体,穿过一个或多个巨行星的轨道。由于这个地区的轨道固有的长期不稳定性,有着小行星和彗星的特征。据估计,直径大于1公里的,在太阳系大约有44,000个半人马小行星,其轨道的半长轴大于木星(5.5天文单位),小于海王星(30天文单位),几乎所有的轨道周期都在几十年至几百年。

小行星10199Chariklo,属于半人马小行星,距太阳远日点18.545天文单位,近日点13.099天文单位,平均距离太阳15.822 天文单位。轨道周期62.93年(22,987天),平均轨道速度7.442 公里 / 秒。自转周期7小时15秒,直径232公里,尺寸296 x 264 x 204公里,有两个环,距离分别在396公里和405公里,宽度分别约为7公里和3.5公里,这些环相距大约9公里。于1997年2月15日由亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台太空监视计划的美国天文学家詹姆斯·弗农·斯科蒂(James Vernon Scotti,生于1960年)发现。

小行星10199

小行星10199表面

2060凯龙星(2060 Chiron,属于半人马小行星,是外太阳系中的一个小行星,绕太阳在土星和天王星之间旋转。平均距离太阳13.648天文单位(2,042.652×106公里),远日点18.865天文单位(2,822.659×106公里),近日点8.4311天文单位(1,262.646×106公里),轨道周期50.42年(18,417天),平均轨道速度7.75公里/秒。自转周期5.918小时,直径218公里,质量2.4–3.0×1018千克,平均密度约2.0克/立方厘米,表面平均温度105K。美国天文学家查尔斯·托马斯·科瓦尔(Charles Thomas Kowal)(1940年11月8日- 2011年11月28日)于1977年发现。

2060凯龙星

2060凯龙星在天王星和土星轨道附近绕太阳公转

小行星1995 SN55,是一颗小行星,属于半人马小行星,是在木星轨道以外的外太阳系轨道上,远日点39.190 天文到位,近日点7.9399 天文到位,半长轴23.565天文到位,轨道周期114年5个月(41,782天),平均轨道速度5.38公里/秒。估计直径约290公里,是半人马小行星最大的行星。1995年9月20日美国亚利桑那州基特峰天文台天文观测的天文学家阿里纳·格里森(Arianna Gleason)首次发现,截至2017年,它的自转周期,形状和旋转轴仍然是未知的。

亚利桑那州基特峰天文台

阿米库斯星(55576 Amycus,临时命名为2002 GB10,属于半人马小行星,在2002年4月8日由美国加利福尼亚州圣迭戈县帕洛马天文台发现。在2003年2月来到了近日点,根据塞缪尔·奥辛(Samuel Oschin)48英寸(1.22米)望远镜的数据显示,尺寸76.3±12.5公里,远日点35.019天文单位,近日点15.178天文单位,半长轴25.098天文单位,轨道周期125.74年(45926.7天),平均轨道速度7.46公里/秒,旋转周期9.76小时(0.407天)。

帕洛马天文台施密特望远镜

帕洛马天文台5.1米的海尔望远镜

帕洛马山顶部的帕洛马天文台

帕洛马山顶部的帕洛马天文台

小行星10370Hylonome,临时命名为1995 DW2,属于半人马小行星,于1995年2月27日由英国天文学家戴维·C·杰威特(David C.Jewitt)和越南裔美国天文学家简·卢(Jane Luu)在夏威夷岛莫纳克亚山顶天文台发现,在跨海王星和木星之间过渡的大量冰体星,远日点31.393天文单位,近日点18.910天文单位,半长轴25.152天文单位,尺寸70±20公里,轨道周期126.14年(46,073天),平均轨道速度5.93公里/秒。

2015 DB216(小行星472651,属于半人马小行星,是2015年2月27日美国亚利桑那州图森市圣卡塔利娜山萨拉·莱蒙(Sarah Lemmon)天文台发现,直径60至130平方公里,半长轴2.8729×109公里(19.219天文单位),近日点1.9423×109公里(12.977天文单位),远日点3.8028×109公里(25.452天文单位),轨道周期30,776天(84.26年)。

六、海王星及卫星

海王星(尼普顿Neptune,以希腊神话的海神尼普顿命名,在1846年,法国工艺学院的天文数学教师奥本·勒维耶(Urbain Le Verrier)(1811年3月11日- 1877年9月23日),以自己的热诚独立地完成了海王星位置的推算。同时,勒维耶也说服了柏林天文台的约翰·戈特弗里德·加勒(Johann Gottfried Galle)(1812年6月9日至1910年7月10日)搜寻行星。当时仍是柏林天文台的学生海因里希·路易·德·雷斯特(Heinrich Louis d'Arrest)(1822年8月13日- 1875年6月14日)表示正好完成了勒维耶预测天区的最新星图,可以做为寻找新行星时与恒星比对的参考图。在1846年9月23日晚间,海王星被发现了。

海王星距离太阳距太阳45.04亿千米(30.06天文单位),虽然比天王星稍微小一些,相当于17个地球,近距点29.812天文单位(44.6亿公里),远距点30.328天文单位(45.4亿公里)。海王星的外层大气是太阳系最寒冷的地区之一,平均温度-214℃,平均云层温度-193℃至-153℃,最低云层温度接近55 K(-218℃)。赤道直径49,532公里,海王星的平均半径24,622±19公里,赤道半径24,764公里,是3.883个地球赤道半径;极地半径24,341±30公里,是3.829个地球极地半径;表面积7.6183×109 平方公里,是14.98个地球;体积6.254×1013立方公里,是57.74个地球体积;平均密度1.638克/立方厘米,质量1.0243×1026公斤,是17.147个地球质量,是木星的1/19。海王星绕太阳一周需要约164.8年,平均轨道速度5.43公里/秒。自转周期0.6713天(16小时6分36秒),赤道旋转速度2.68公里 / 秒。海王星有14个已知的卫星。

海王星的大气主要由由氢(80%±3.2%),氦(19%±3.2%),甲烷(1.5%±0.5%),0.019%氘化氢(0.019%),乙烷(0.00015%),氨,水,氢硫化铵(NH4SH)等气体组成组成,还有微量的碳氢化合物和可能的氮,但是它含有较高比例的“冰”,如水,氨和甲烷。

海王星的大气是80%的氢气和19%的氦气,在流层顶之间的边界处于0.1巴(10千帕)的压力下。平流层低于10−5至10−4巴(1至10帕)的压力。对于1巴和5巴(100和500千帕)之间的压力,形成了氨和硫化氢的云。在五巴以上的压力下,云可以由氨,硫化铵,硫化氢和水组成。在大约50巴(5兆帕)的压力下,温度达到273K(0℃)时,应该发现更深的水冰云。在下面,可能会发现氨和硫化氢的云。然而,它的内部像天王星一样,主要由冰和岩石组成,海王星的核心可能是由铁,镍和硅酸盐组成,其内部模型的质量约为地球的1.2倍。中心压力为7兆巴(Mbar)或700吉帕(GPa),约为地球中心的两倍,温度可能为5,400 K。

1989年的“旅行者2号”飞行时,地球的南半球有一个与木星上的“红点”相当的大黑点,记录的风速高达2,100公里/小时(580米/秒;1,300英里/小时),这些天气模式是由太阳系中任何行星最强的持续风力驱动的。海王星的赤道处的甲烷,乙烷和乙炔的丰度比两极大10-100倍。由于太阳距离太远,海王星的外层大气是太阳系中最冷的地方之一,云顶温度接近55K(-218°C)。行星中心的温度约为5,400 K(5,100°C)。1989年旅行者2号发现了一个长达13000×6600公里的反气旋风暴系统,风暴就像木星的大红点。大约五年之后,1994年11月2日哈勃太空望远镜没有看到大黑点。相反,在海王星的北半球发现了一个类似于大黑斑的新风暴。被认为是大气的涡旋流动的变化。

海王星有一个微弱的行星环状系统,在1982年被发现,1989年“旅行者2号”拍摄的照片被证实。海王星有一个行星环系统,虽然比土星要小得多。这些环可能由冰粒覆盖硅酸盐或碳基材料,这很可能给它们有一个微红的色调。三个主要光环是狭窄的亚当斯环(Adams Ring),距离海王星中心6.3万公里;威瑞尔环(Le Verrier Ring),距离海王星中心53,000公里;更宽更暗淡的加勒环(Galle Ring),距离海王星中心42,000公里。威尔里环被命名为拉塞尔(Lassell),它的外缘是57,000公里处的阿拉戈环(Arago Ring)。

旅行者2号是唯一访问海王星的航天器,1989年8月25日进入海王星大气4,400公里之前,与海卫二进行近距离接触,然后在同一天晚些时候靠近最大的卫星海卫一。旅行者2号拍摄了海王星具有令人惊讶的活跃天气系统。发现了六颗新的卫星,并证明有一个行星环系统。

海王星

海王星

这张照片是海王星旋转17小时52分钟制作的,表面长时间的风暴似乎在向左移动。

旅行者2号于1989年8月14日在1480万公里(920万英里)拍摄的海王星。这幅图显示在南部(下部)边缘及其西北部(左上部)边界的大黑暗点上方,可以看到明亮而细小的“卷云型”云,也可以看到海王星全球带状和南极地区的细节,南部高纬度地区的一个较小的黑点在左下方附近隐约可见。

旅行者2号于1989年8月24日拍摄的海王星。北面(上)是个大黑斑,伴随着明亮,洁白的云层,外观变化迅速。“大黑斑”以南是“滑板车”的亮点。还有更远的南面是一个叫做“黑斑2”的特征,它有一个明亮的核心。

海王星和地球的大小比较

海王星上的大黑斑(顶部),滑板车(中间白云)和小黑斑(底部)

哈勃太空望远镜相隔几小时拍摄了四张照片海王星表面大气形状

1989年“旅行者2号”拍摄海王星大气的卷云,高海拔的云带在海王星下面的云层上投下阴影

海王星的“大黑点”,是一种类似于木星的“大红点”的大的反气旋风暴,由美国宇航局的旅行者2号于1989年观测。这张照片是旅行者2号在距离280万千米(170万英里)时拍摄,可以看到的最小的结构大约是50公里(31英里),图像显示羽毛状的白色云层覆盖在黑色和淡蓝色区域的边界上,黑色边界和白色卷云的螺旋风结构表明风暴系统逆时针旋转。

1989年“旅行者2号”拍摄的海王星光环

海王星和光环的复合图像

海王星和卫星

海王星和卫星距离的示意图

从哈勃太空望远镜拍摄的海王星与海卫八(上),海卫七(右下)和海卫五(左)的自然色彩图

1983年6月13日先驱者10号越过了海王星的轨道,它是1972年3月2日在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射。1972年7月15日至1973年2月15日,成为第一艘穿越小行星带的航天器。从1973年11月6日开始对木星摄影,在25,000,000公里(1600万英里)的范围内,共传送约500张图像。研究小行星带,木星周围的环境,太阳风,宇宙线等。2003年1月23日,由于探测器上的无线电发射机的电力损失,与先驱者10失去了联系,探测距离地球120亿公里(80天文单位)。

海卫一(崔顿Triton),以希腊海神崔顿命名,平均距离海王星中心354,759公里,几乎完美的圆形轨道,也就是高于其云层330,000公里,近距点354,753公里,远距点354,765公里。直径2707公里,平均半径1353.4±0.9公里,表面积23,018,000平方公里,体积10,384,000,000立方公里,质量2.14×1022千克,平均密度2.061克/立方厘米,表面温度至少是35.6K(-237.6℃),比冥王星的平均温度44 K(-229°C)更冷。表面大气压力仅为1.4-1.9 Pa。轨道周期和自转周期同步都为5.876854天( 5日21小时2分钟28秒),平均轨道速度为4.39公里/秒。于1846年10月10日英国天文学家威廉·拉塞尔(William Lassell,1799年6月18日-1880年10月5日-)发现。海卫一表面地质活跃,表层主要是冻结的氮,主要是水冰层,但它也含干冰(二氧化碳)、水冰、一氧化碳冰和甲烷。估计其表面还含有大量氨,有液氮喷泉。冰冷的地幔和大量的岩石和金属核心。核心占总质量的三分之二。海卫一由55%氮冰和其他冰混合而成。水冰占15-35%,冰冻二氧化碳(干冰)占10-20%。微量冰包括0.1%的甲烷和0.05%的一氧化碳。海卫一是唯一一个逆行轨道的大卫星(轨道公转方向与行星的自转方向相反)。海卫一表面比较扁平,陨石坑相对较少。

海卫一的南极地区覆盖着高度反射的冷冻氮气和甲烷喷洒的陨石坑和间歇泉的开口。因为在旅行者2号遇到的夜晚,对北极的了解甚少,但是据说海卫一还必须有一个北极冰帽。海卫一东半球发现的高平原,如西普哥平原,因此几乎可以肯定是冰冷的熔岩冲刷了以前景观的结果。平原上点缀着一些坑,比如利维坦·帕特拉(Leviathan Patera),这可能是这种熔岩出现的入口,虽然混合了氨和水,但是熔岩的成分是未知的。海卫一已经确定了四个大致圆形的“围墙平原”。他们是迄今为止发现的最平坦的地区,海拔高度差异小于200米。被认为是由冰冷的熔岩爆发形成的。海卫一东边的平原上点缀着斑点,即黄斑。有些黄斑是简单的黑斑,有弥漫性的边界,其他的则包括一个黑色的中心斑块,周围是白色的光晕,边界清晰。斑块一般直径约100公里,光晕宽度20-30公里。

在海卫一的表面上有复杂的山脊和山谷,可能是冻融循环的结果。许多地质构造似乎也是构造的,可能是延伸或走滑断层的结果。有两条长有中央槽的冰脊,可能是沿断层的走滑运动的剪切加热由海卫一轨道完全环化之前所经历的昼夜潮汐应力所造成。这些具有平行脊从内部交叉的断层在赤道地区与谷地复杂地形。被认为是海卫一地质历史中的中等年龄,并且在许多情况下同时形成的山脊和犁沟。海卫一的西半球由一系列奇特的裂隙和直径30-40公里的凹陷组成,被称为“香瓜地形”,因为它与哈密瓜相似。尽管它的陨石坑很少,但据认为这是海卫一最古老的地形。它可能涵盖了海卫一的大部分西半部分。

海卫一 ,明亮的南极帽上面的哈密瓜地形,旅行者2号拍摄

旅行者2号拍摄的海卫一

海卫一的南半球

海卫一的艺术家的印象

海卫一的解释性地貌图

旅行者2号拍摄的海王星(上图)和海卫一(下图)

旅行者2号在海卫一的上空观察到的云

旅行者2号在海卫一拍摄的圆形的“围墙平原”

旅行者2号在13万公里拍摄海卫一哈密瓜地形的突出“X”双脊地貌

旅行者2号在海卫一的南极盖表面发现黑色条纹,被认为是氮喷泉喷发所留下的灰尘沉积物

旅行者2号拍摄海卫一地平线上的海王星,在海王星南半球清晰可见一个大黑点,位于南纬约20度的大型反气旋风暴系统。

海卫一和海王星

旅行者2号拍摄的海卫一这张照片,是以纬度为-40°和0°为中心的海卫一全球正射影像。

旅行者2号从不到8万公里处拍摄海卫一北半球的一个区域

旅行者2号拍摄的海卫一

旅行者2号在1989年8月拍摄的海卫一

旅行者2号拍摄的海卫一南极地形,大约有50个黑暗在流动,标志着可能是冰火山。

海卫一(左下),月球(左上角)和地球(右)比较大小

旅行者2号1989年8月31日拍摄的海王星和海卫一

旅行者2号1989年8月24日在530,000公里处拍摄海卫一,它的南半球明亮,赤道带更亮。 赤道以北较深的地区是粉红色或微红色。

旅行者2号1989年7月3日距离海王星7600万公里处拍摄的海王星和海卫一

海卫二(利华特Nereid),不规则形状,是海王星的第三大卫星,平均距离海王星为5,513,400公里,近距点1,374,587公里,远距点9,652,987公里。轨道周期360.1362天,平均轨道速度0.934公里/秒,自转周期0.48天(11小时31分),平均半径170±25公里,质量3.1×1019千克,平均密度1.5克/立方厘米,总面积约36万平方公里,与德国面积大致相当。平均表面温度估计为-223°C(〜50 K)。1949年5月1日由荷兰裔美国天文学家杰拉德·柯伊伯(Gerard Peter Kuiper,1905年12月7日- 1973年12月23日)发现。表面是水冰等混合物。

海卫二

旅行者2号于1989年8月19日在距离4,700,000公里拍摄海卫二

海卫三(奈达Naiad),不规则形状,平均距离海王星中心48,227公里,近距点48,208公里,远距点48,246公里。轨道周期和自转周期同步都为0.2943958天(7小时3分55.8秒),在太阳系的所有卫星中轨道周期最短的卫星。平均轨道速度11.93公里/秒。平均直径66±6公里,尺寸96×60×52公里,体积1.5×105立方公里,质量1.9×1017千克,平均密度1.2克/立方厘米,表面温度-222°C(51K)。1989年9月18日美国天文学家理查德·约翰·特里莱(Richard John Terrile)观察旅行者2号时发现,于1989年9月29日公布。1989年旅行者2号航天器从四万公里的距离获得了对海卫三表面的详细了解,所拍摄的表面的40%,表现出块状露头,山脊,谷底,沟谷,凹陷,高原,冰冷的平原和极少的陨石坑。

海卫三的艺术画

旅行者2号拍到的海卫三

海卫四(塔拉萨Thalassa),不规则形状,希腊语的意思为“海洋”。距离海王星中心50 075公里,近距点50,065公里,远距点50,085公里。轨道周期和自转周期同步都为0.31148444天,平均轨道速度11.71公里/秒。平均半径41±3公里,尺寸108×100×52公里,体积约2.9×105立方公里,质量3.5×1017千克,平均密度1.2克/立方厘米,表面温度-222°C(51K)。于1989年9月29日由美国天文学家理查德·约翰·特里莱从旅行者2号的照片中发现的。

海卫四

旅行者2号拍到的海卫四

海卫五(迪斯比纳Despina),不规则形状,平均距离海王星中心52,526公里,近距点52,515公里,远距点52,537公里。轨道周期和自转周期同步都为0.33465551天,平均轨道速度11.40公里/秒。平均直径150±6(180×148×128)公里,平均半径75±3公里,体积1.8×106立方公里,质量2.1×1018千克,平均密度1.2克/立方厘米,表面温度-222°C(51K)。1989年7月28日,美国天文学家斯蒂芬·辛纳特(Stephen Synnott)在“旅行者2号”航天器的摄影镜头中发现。

旅行者2号拍摄的海卫五

海卫五

海卫六(加勒蒂亚Galatea),不规则形状,距离海王星中心61953公里(海王星半径约2502),几乎完美的圆形轨道,即高于海王星的云层以上37189公里。近距点61,951公里,远距点61,955公里。轨道周期约10小时17分23.5秒(0.42874431天),平均轨道速度10.51公里/秒。尺寸204×184×144公里,平均直径176±8公里,体积约2.8×106立方公里,质量(2.12±0.08)×1018千克,平均密度0.75±0.1克/立方厘米,平均表面温度估计为-222°C(〜51 K)。1989年7月28日美国天文学家斯蒂芬·P·锡诺特(Stephen P. Synnott,1946年出生于美国新泽西州)从旅行者2号探测器拍摄的影像发现,1989年8月2日国际天文学联合会(IAU)宣布这一发现。

旅行者2号拍摄的海卫六

海卫七(拉里萨Larissa),不规则形状,平均距离海王星为73,548公里,近距点73,445公里,远距点73.650公里。轨道周期0.55465332天,平均轨道速度9.63公里/秒。平均直径194±6公里,尺寸216×204×168公里,体积3.5×106立方公里,质量4.2×1018千克,平均密度1.2克/立方厘米,表面平均温度-222°C(51 K)。由美国天文学家阿罗德·J·赖特斯玛(Harold James Reitsema),威廉·B·哈伯德(William B. Hubbard),拉里·A·莱博夫斯基(Larry A. Lebofsky)和大卫·詹姆斯·托伦(David James Tholen)于1981年5月24日发现。

海卫七,旅行者2号拍摄,

旅行者2号拍摄的海卫七

海卫七

海卫七地图

海卫八(普罗秋斯Proteus),又称1989N1,意为变形虫,是一颗非球形卫星,平均距离海王星中心117,647公里,近距点117,584公里,远距点117.709公里。轨道周期1.12231477天,平均轨道速度7.623公里/秒。平均直径420±7公里,尺寸436×416×404公里,体积3.4×107立方公里,质量4.4×1019千克,平均密度1.3克/立方厘米,表面平均温度-222°C(51 K)。于1989年6月16日美国天文学家斯蒂芬·P·锡诺特和布拉德福德·A·史密斯在旅行者2号传回的图像中发现。海卫八最大的火山口灯塔(Pharos)直径超过230公里,深度约10-15公里。还有一些与大的陨石坑,陡坡,凹槽和山谷。

海卫八

海卫八地图

旅行者2号从870,000公里(540,000英里)的范围内拍摄不规则的海卫八

海卫八和海王星的模拟视图

海卫九(哈利默德Halimede),是海王星逆行的不规则卫星,平均距离海王星为16,589,670公里,近距点12,261,810公里,远距点20,917,520公里。轨道周期1879.34天(1879天8小时),平均轨道速度0.56公里/秒。平均直径62公里,质量8.9920×1016千克,平均密度1.5克/立方厘米,表面平均温度50 K(-223°C)。2002年8月14日由美国天文学家马修·霍尔曼(Matthew J. Holman),约翰·卡夫拉尔斯(John J. Kavelaars),汤米·格拉夫(Tommy Grav),韦斯利·弗雷泽(Wesley C. Fraser)和丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)发现。

拍摄距离太阳40多亿公里海卫九的模糊图像

海卫十(普萨玛忒Psamathe),是海王星第二个最外层的不规则卫星之一,平均距离海王星46,695,000公里,近距点25,687,000公里,远距点67,703,000公里。质量1.4987×1016千克,克/立方厘米,直径38公里,轨道周期9115.91天,平均轨道速度0.37 公里/ 秒。于2003年8月29日由美国天文学家斯科特·S·谢泼德,戴维·C·杰威特,贾恩·克利纳和约翰·J·卡夫尔斯发现。

海卫十的艺术形象

海卫十一(Sao),是海王星的一颗不规则卫星,平均距离海王星中心22,182,010公里,近距点1905.46万公里,远距点25,309,430公里。轨道周期2912.72天(7.97年),平均轨道速度0.55公里/秒。平均直径44公里,质量8.992×1016千克,平均密度1.5克/立方厘米。2002年8月14日由美国天文学家马修·霍尔曼(Matthew J. Holman),约翰·卡夫拉尔斯(John J. Kavelaars),汤米·格拉夫(Tommy Grav),韦斯利·弗雷泽(Wesley C. Fraser)和丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)等人发现。

海王星外围卫星轨道图

海卫十二(Laomedeia),是海王星的一颗不规则卫星,平均距离海王星中心23,464,130公里,近距点14,522,070公里,远距点32,406,190公里。轨道周期3161.22天,平均轨道速度为0.52公里/秒。平均直径42公里,质量8.992×1016千克,平均密度1.5克/立方厘米。2002年8月13日由美国天文学家马修·霍尔曼(Matthew J. Holman),约翰·卡夫拉尔斯(John J. Kavelaars),汤米·格拉夫(Tommy Grav),韦斯利·弗雷泽(Wesley C. Fraser)和丹·米里萨夫列维奇(Dan Milisavljevic)等人发现。

海卫十三(奈索Neso),是在海王星的最外层,是逆行不规则卫星之一。距离海王星中心49,285,000公里,近距点21,123,500公里,远距点77,446,500公里。轨道周期9740天17小时31分钟,平均轨道速度0.35公里/秒。平均直径60公里,质量1.6485×1017千克,平均密度1.5克/立方厘米,表面温度-222°C(51K)。2002年8月14日由美国天文学家马修·J·霍尔曼,约翰·J·卡夫尔斯,汤米·格拉夫,布雷特·J·格拉德曼,韦斯利·C·弗雷泽,达恩·米利萨弗赫维奇,菲利普·D·尼科尔森,约瑟夫·A·伯恩斯,瓦莱里奥·卡鲁巴的团队让 - 马克·佩蒂特,菲利普·鲁塞尔洛,奥利弗·莫西斯,布赖恩·G·马斯登和罗伯特·A·雅各布森发现。

旅行者2号拍摄的海卫十三

海卫十四(S / 2004 N 1),距离海王星中心105283公里,轨道周期0.9362天,平均直径16至20公里,于2013年7月1日由美国天文学家马克·肖沃尔特(Mark Showalter)发现。

海卫十四轨道位置

七、冥王星、柯伊伯带的矮行星

柯伊伯带:是外太阳系中的行星盘,从海王星轨道(30天文单位)延伸到自太阳大约50天文单位至100天文单位或更远。它类似于小行星带,但是更大,是小行星带的20到200倍。也像小行星带一样,主要由太阳系形成时的小天体或残余物质组成。虽然许多小行星主要由岩石和金属组成,但大多数柯伊伯带的物体主要由冷冻挥发物(称为“冰”)组成,如甲烷,氨和水。柯伊伯带上有四个官方认可的矮行星:冥王星,妊神星,乌神星和阋神星。

柯伊伯带是以荷兰裔美国天文学家杰勒德·库柏(Gerard Kuiper)的名字命名的,尽管他并没有预测到它的存在。1992年8月30日由加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学系的美国天文学家大卫·朱维特(David C. Jewitt,生于1958年)和越南裔美国天文学家简·卢(Jane Luu,1963年7月出生)在夏威夷岛莫纳克亚山顶天文台发现,以第一个发现柯伊伯带而闻名。是冥王星以来第一个在柯伊伯带发现的天体。自从发现以来,目前已知数量已经增加到一千多个,并且认为直径100公里以上的小行星超过10万个。柯伊伯带最初被认为是周期性彗星的主要储存库,这些彗星的轨道持续不到200年。自20世纪90年代中期以来的研究表明,该带动态稳定,彗星的真正起源地是分散的圆盘,一个由海王星45亿年前向外运动而形成的动态活动区,因为阋神星拥有非常偏心的轨道,使它们远离太阳100天文单位。有一些大型的行星:冥王星及其卫星,妊神星,乌神星,阋神星,塞德娜星,2007 OR10,夸欧尔星和奥库斯星等。

已知的柯伊伯带物体的设置

小行星和矮行星的尺寸比较

2014年10月15日美国宇航局的哈勃望远镜发现潜在的柯伊伯带新天体

    冥王星(普鲁托Pluto),是柯伊伯带最大的已知物体,1930年2月18日美国天文学家克莱德·威廉·汤博(Clyde William Tombaugh)1906年2月4日- 1997年1月17日)发现。在1992年以后,在柯伊伯带带发现了几个同样大小的物体后,它作为一个星球的地位受到质疑。2005年,阋神星(厄里斯Eris)发现,一个比冥王星大27%的散乱星盘中的矮行星。这使得国际天文学联盟(IAU)于2006年8月24日第二十六届大会期间正式定义了“星球”一词。这个定义排除了冥王星,并把它重新归类为一颗矮行星。2008年6月11日,国际天文学联合会在新闻发布会上宣布,“类冥矮行星(plutoid)”这个词今后将被用来指冥王星和其他天体的轨道半长轴大于海王星,并且质量足够大的近球形物体。

冥王星距太阳5,964,467,116.769公里(39.264天文单位),近日点29.658天文单位,远日点49.305天文单位。绕太阳的轨道周期247.94年(247年 343天),平均轨道速度4.67公里/秒。自转周期 6日9小时17分36秒(逆自转),直径 2322公里,赤道直径2374公里,表面积 1.665×10⁷平方公里,体积 6.39×10⁹立方公里,冥王星的体积约为地球月球的三分之一,质量 1.305±0.007×10²²公斤,平均密度 2.03±0.06克/立方厘米。表面平均温度44 K(-229°C),最低温度33 K(-240°C),最高温度55 K(-218°C)。冥王星表面的平原由超过98%的氮冰组成,含有微量的甲烷和一氧化碳。由于冥王星与太阳的距离很远。在赤道,气温可能下降到-240°C(33.1 K),导致氮气冻结。表面有高地,平原,还有山脉和许多峡谷贯穿其中。克苏鲁·马库拉(Cthulhu Regio)地区,是一个沿着冥王星的赤道延伸的黑暗地带,它长2,990公里(1,860英里),是冥王星上最大的黑暗特征,由复杂的碳氢化合物构成,在克苏鲁地区内有大量的陨石坑。

“新视野号”(“新地平线”)是美国宇航局进行研究冥王星系统和柯伊伯带目标的探测器。2006年1月19日从卡纳维拉尔角空军基地由阿特拉斯-V火箭发射,直接进入地球和太阳逃生轨迹,速度约为每秒16.26公里(58,536公里/小时; 36,373英里/小时)。在与小行星132524 APL短暂接触后,“新视野号”于2007年2月28日进入木星,距离木星最近的距离为230万公里(140万英里)。借助木星重力辅助增加了速度,飞离木星后大部分航行都处在冬眠模式下进行的,以保留车载系统。2014年12月6日,“新视野号”与冥王星相遇,仪器开始启用,2015年1月15日开始向冥王星渐近。经过3,462天的太阳系旅程后,在2015年7月14日飞行在冥王星表面12,500公里(7,800英里)以上,与冥王星最接近,成为访问冥王星首架飞船,也使它成为第一艘探索矮行星的探测器,在短暂的飞越期间,新视野号对冥王星及其卫星进行了详细的测量和观测。2016年9月下旬制作了冥王星的第一张图像,在2016年10月25日美国东部时间下午5时48分“新视野号”从与冥王星发回最后一个数据。在完成了冥王星的飞行之后,“新视野号”飞向另外一个柯伊伯带目标(486958)2014年MU69星,预计将于2019年1月1日距离太阳43.4 天文单位。

冥王星

冥王星

2015年7月13日新视野号拍摄的冥王星

2015年7月11日新视野号拍摄冥王星的后半球

2015年7月12日新视野号拍摄冥王星

2015年7月9日新视野号拍摄冥王星

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星的汤博·雷吉奥地区

冥王星表面非正式命名的地理特征

2016年5月2日发布的冥王星史波尼克(Sputnik)高原地图,是冥王星上的一个冰盖盆地,大小约为1050×800公里。

冥王星汤博·雷吉奥平原,一个宽1000公里的氮和其他冰气的平原。

2016年5月2日发布的冥王星上的希拉里山和诺尔盖山地图

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星上的希拉里山(Hillary Montes)和丹增山(Tenzing Montes)

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星上的丹增山脉(Tenzing Montes)

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星上的赖特山(Wright Mons)

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星上的克伦(Krun)黄斑

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星北极冰冻的峡谷

2015年7月6日新视野号拍摄转动的冥王星

冥王星北半球的山,新视野号拍摄

冥王星北半球更偏北的伯尼盆地,新视野号拍摄

冥王星丹增山脉(左前景)和希拉里山脉(左边天际线),新视野号拍摄

冥王星丹增山脉(左前景)和希拉里山脉(左边天际线),2015年7月14日新视野号在距里18000公里处拍摄冥王星地表,捕捉到崎岖冰冷的山脉和延伸至地平线的平坦冰原的近日落景色。非正式命名的Sputnik Planum(右)的平坦区域位于西部(左)高达3500米(11000英尺)的崎岖山脉,其中包括非正式名称的前景中的诺尔盖山脉(Norgay Montes)和天际线上的希拉里山脉(Hillary Montes)。冥王星的大气中突出了十多层薄雾。

2017年8月国际天文联盟批准了冥王星的14个表面特征命名,以1957年由苏联发射的第一颗人造卫星伴侣号(Sputnik Planitia)命名的大型平原,以美国天文学家克莱德·汤博(Clyde Tombaugh)在1930年发现了冥王星,以首先登上珠穆朗玛峰的夏尔巴人丹增·蒙特斯(Tenzing Montes)和丹增·诺尔盖(Tenzing Norgay)、新西兰人希拉里·蒙特斯(Hillary Montes)和埃德蒙·希拉里爵士(Edmund Hillary Sir),以数学和经济学家威尼斯·伯尼(Venetia Burney,1918-2009)命名的伯尼陨石坑,著名的阿拉伯地图制作者和地理学家阿什·谢里夫·艾德里斯(Ash-Sharif al-Idrisi),罗马最伟大的诗人之一维吉尔·弗萨(Virgil Fossae),以希腊神话中最深、最黑暗的塔耳塔洛斯山脊(Tartarus Dorsa)命名的山脊,以麻省理工学院天文学家詹姆斯·埃利奥特(James Elliot,1943-2011)命名的火山口等。

冥王星上的伴侣号(Sputnik Planitia)大平原

冥王星上的一处地形

冥王星上平原地形边缘的冰气升华坑

新视野号在2015年7月飞越之后拍摄冥王星

冥王星表面

冥王星表面

转动的冥王星

2015年1月15日美国宇航局的新视野航天器与冥王星

2015年7月14日新视野号拍摄冥王星表面蓝灰色的山脊和淡红色的图案

冥王星的轨道,冥王星轨道的这个“侧视图”(红色)表明它对黄道的大倾向

冥王星旁的蓝色X射线,X射线可能是由冥王星周围的气体与太阳风的相互作用产生的,尽管它们起源的细节并不清楚。

2015年10月8日“新视野”号探测器发现冥王星的蓝色水冰地区

2015年7月14日“新视野”号探测器距离约6.7万英里(10.8万公里)拍摄冥王星,飞越冥王星时可见的整个半球。冥王星的冰冷的基岩在厚厚的如甲烷,氮气和一氧化碳等其他冰盖覆盖。

2015年11月10日冥王星上1000多个陨石坑分布图

2015年7月14日新视野号用红外光谱仪测绘了冥王星表面的成分。在左边,甲烷冰丰度图显示了明显的区域差异,这里由较亮的紫色表示的更强的甲烷吸收,黑色的丰度较低。

地球,月亮和冥王星(右下)比较

冥王星和冥卫一

2015年7月14日新视野号拍摄的冥王星(右下)和冥卫一(左上角)的彩色图像

冥王星和卫星

冥王星和卫星

冥王星卫星

冥王星上看卫星

冥王星,阋神星,乌神星,妊神星,塞德娜星,2002年MS4,2007年OR10,夸欧尔星,萨拉西亚星(Salacia),奥库斯星和地球以及月球的比较

冥王星(Pluto),阋神星(Eris),鸟神星(Makemake),妊神星(Haumea),塞德娜(Sedna),2007年OR10,夸欧尔(Quaoar),奥库斯(Orcus)和地球比较

冥王星卫星的轨道

冥王星和卫星距离的示意图

2015年5月28日至2015年6月19日期间“新视野”号拍摄的冥王星和冥卫一图像

新视野号和冥王星

新视野号正对冥王星的北面视线,捕捉到太阳的光线穿过冥王星的大气,形成一个光环

“新视野”号访问冥王星的轨迹

    冥卫一(卡戎Charon),是冥王星的五个已知的天然卫星中最大的,于1978年6月22日由美国华盛顿的美国海军天文台的美国天文学家詹姆斯·沃尔特·克里斯蒂(James Walter Christy,1938年9月15日出生于密尔沃基)发现,距离冥王星中心19571±4公里,距离冥王星表面17536±4公里,近日点19,570.0公里,远日点19,572.8公里。轨道周期和自转周期都为6.3872304天,平均轨道速度为0.233公里/秒。平均半径606±3公里,平均直径1,208.0±3.0公里,直径是冥王星的一半,表面积4.×106 平方公里,体积(9.32±0.14)×108平方公里,平均密度1.707±0.013克/立方厘米,表明岩石组成为55±5%,冰为45%。质量(1.586±0.015)×1021 公斤(冥王星的12.2%),质量只有冥王星的八分之一,与母体相比,它是一个非常大的月亮。表面平均温度-220℃(53K),冬季温度为-258°C,夏季温度上升到-213°C,表面陨石坑少,赤道带有延伸1000公里的峡谷。2016年9月,天文学家宣布在冥卫一北极红褐色的盖帽由可能存在有机大分子。“新视野”号探测器访问冥王星系统时,于2015年在27,000公里处接近冥卫一。

2015年7月14日新视野号拍摄的冥卫一

冥卫一

2015年7月13日新视野号拍摄的冥卫一

2015年7月13日“新视野”号探测器拍摄的冥王星(左)和冥卫一(右)

新视野号(新地平线号)2015年8月8日距离6百万公里处拍摄冥卫一

冥王星和冥卫一的轨道系统

2015年7月8日“新视野”号探测器拍摄的冥王星(右)和冥卫一(左)

2015年7月14日“新视野”号探测器从79,000公里的距离拍摄的冥卫一火山口

冥王星和卫星系统

新视野号拍摄冥卫一的里普利(Ripley)火山口

新视野号拍摄冥卫一的里普利火山口

冥王星(右)和冥卫一(左)

1989年2月25日模拟冥卫一在冥王星外的景象

    冥卫二(尼克斯Nix),2005年6月15日与冥卫三(冥王星的最外面的卫星)一起被哈勃太空望远镜冥王星卫星搜索小组首席研究员斯特恩(Sol Alan Stern)(生于1957年11月22日)等人发现,它在2015年7月由“新视野”号探测器拍摄。距离冥王星中心48694±3公里,近日点48,563公里,远日点48786公里。轨道周期为24.85463天,平均轨道速度0.1424 公里 /秒,自转周期1.829±0.009天,2015年7月13日,美国宇航局“新视野”号探测器上的远程侦察成像仪才确定尼克斯的尺寸,为54×41×36千米,比冥王星暗淡6,300倍,质量(4.5±4.0)×1016公斤,表面温度-240-218℃(33-55 K)。新视野发现冥卫二一个大的地区,围绕着一个巨大的火山口,具有独特的红色色调,详细图像显示至少有6个冲击坑,其中最大的是15公里左右的陨石坑。

冥卫二,2015年7月14日新视野号拍摄

2015年11月9日新视野号拍摄冥卫二

2015年12月18日新视野号拍摄的冥卫二

    冥卫三(九头蛇Hydra),2005年6月15日与冥卫三(冥王星的最外面的卫星)一起被哈勃太空望远镜冥王星卫星搜索小组首席研究员斯特恩(Sol Alan Stern)(生于1957年11月22日)等人发现,它在2015年7月由“新视野”号探测器拍摄。形状不规则,主要由水冰组成。距离冥王星中心64738±3公里,近日点64,443公里,远日点65,117公里。轨道周期为38.20177天,平均轨道速度0.1233 公里 /秒,自转周期0.4295天,尺寸约65公里×45公里×25公里,质量(4.8±4.2)×1016公斤,表面温度-240-218℃(33-55 K)。

2015年7月14日新视野号拍摄的冥卫三

冥王星和冥卫一、冥卫二、冥卫三

冥卫四(凯伯鲁斯Kerberos),哈勃太空望远镜冥王星卫星搜索小组在2011年6月28日发现,2015年7月,“新视野”号探测器与冥王星及其他四颗卫星一起被拍摄,冥卫四的第一张照片于2015年10月22日向公众发布。距离冥王星中心57783±19公里,轨道周期32.16756±0.00014天,尺寸约19×10×9公里,长约11.9公里,最短约4.5公里。质量1.65×1016 ,自转周期5.31±0.10天。怀疑冥卫四从冥王星和另一个柯伊伯带的物体之间的巨大碰撞的碎片中合并而成。

2015年7月14日新视野号拍摄的冥卫四

冥卫五(Styx),于2012年7月11日马克·罗伯特·舒瓦尔特(Mark Robert Showalter)(1957年12月5日出生)等人,从“新视野”号探测器拍摄返回了一幅图像中发现。距离冥王星中心42656±78公里,轨道周期20.16155天,自转周期3.24±0.07 天,尺寸约16×9×8公里,质量7.5×1015 公斤。被认为是由碰撞的碎片形成的,以水冰为主体。

2015年7月14日新视野号拍摄的冥卫五

冥王星五颗卫星

    阋神星(厄里斯Eris),是一个跨海王星的行星,距离太阳为67.6483天文单位(10.1202×109公里),约为冥王星的三倍,是目前发现距太阳第二个最远的星球,远日点97.651天文单位(146.02×109公里);近日点37.911天文单位(57.23×109公里),轨道时期557.4年,平均轨道速度3.4338 公里 /秒,自转周期25.9±8小时。于2005年1月5日由迈克尔·布朗(Michael Brown)(生于1965年6月5日),查德威克·A·特鲁希略(Chadwick A. Trujillo1973年11月22日出生),大卫·林肯·拉宾诺维茨(David Lincoln Rabinowitz,生于1960年)在加里福尼亚州帕洛马尔天文台(Palomar Observatory-based)小组观测哈勃太空望远镜拍摄片子中发现,直径为2326±12公里,平均半径1163±6公里,比冥王星略小,表面积(1.70±0.02)×107平方公里78,500,000平方公里,体积(6.59±0.10)×109立方公里,质量(1.66±0.02)×1022公斤,质量比冥王星重约27%,是冥王星质量的1.27倍。平均密度2.52±0.07克/立方厘米。2005年1月25日在夏威夷8米双子座北望远镜进行了光谱观测,看起来几乎是白色的,从中发现了甲烷冰的存在,表面平均温度42.5 K,最底温度30 K(-243.2),最高温度55 K(-217.2℃)。有一个已知的卫星。

哈勃太空望远镜拍摄的阋神星(中心)和阋卫一(中心左)

阋神星的艺术形象

阋神星和阋卫一

阋神星和阋卫一

阋神星在太阳系的轨道

    阋卫一(迪丝诺美亚Dysnomia),美国天文学家迈克尔·布朗(加州理工学院),查德威克·A·特鲁希略(双子星天文台)和大卫·拉比诺维茨林肯(耶鲁大学)在夏威夷莫纳克亚山上10米的凯克II望远镜于2005年9月10日发现。以希腊神话中阋神之女命名为迪丝诺美亚。距离阋神星中心约37430公里,轨道周期15天18小时31.7分钟,直径估计在350-490公里之间,质量约1.0×1019公斤。

阋卫一

    乌神星(马克马克Makemake),是柯伊伯带中最大的星体,其直径约为冥王星的三分之二,有一个已知的卫星,表面平均温度非常低,约为30 K(-243.2°C),它的表面覆盖着甲烷,乙烷和氮冰。于2005年3月31日由美国天文学家、加州理工学院行星天文学教授迈克尔·布朗(Michael E. Brown生于1965年6月5日)领导的团队发现,并于2005年7月29日宣布。距离太阳52.4天文单位(78.4×109公里),平均距离太阳45,715天文单位,约68.389亿公里。远日点52.840天文单位,远日点38.590天文单位,轨道周期309.09年(112,897天),平均轨道速度4.419公里 /秒,自转周期22.48小时。赤道直径1502±45公里,外形尺寸(1434(+ 48-18)公里)×(1420(+ 18-24)公里)或(1502±45公里)×(1430±9公里)公里,平均半径715+19-11公里或739±17公里,表面积(6.9±0.3)×106平方公里,体积(1.7±0.1)×109立方公里,质量小雨4.4×1022公斤,平均密度1.4-3.2克/立方厘米或<3.05克/立方厘米。有一颗已知的卫星。

乌神星

乌神星

乌神星表面艺术画

乌神星在太阳系的轨道

    乌卫星(S / 2015(136472)),2015年4月27日,威廉·布尤(Marc William Buie ,1958年出生)等人,在使用哈勃太空望远镜的宽视场相机观察发现,并于2016年4月26日公布了其发现。距离乌神星中心21000公里到30万公里,轨道时期12.4天到660天,直径约175±75公里,平均半径约87.5公里。

哈勃太空望远镜照片揭示了乌神星周围发现的第一颗卫星-乌卫星。 这张照片乌神星正上方的乌卫星的眩光。

哈勃太空望远镜照片揭示了乌神星周围发现的第一颗卫星-乌卫星

    妊神星(霍米亚Haumea),是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,妊神星是太阳系的第四大矮行星,它的质量是冥王星质量的三分之一。2004年12月28日迈克尔·E·布朗(Michael Brown)领导的加州理工学院团队在美国加州帕洛玛山天文台发现了该天体,远日点51.483天文单位,近日点34.952天文单位,平均距太阳43.355天文单位(64.858亿公里)。轨道时期284.12年(103774天),平均轨道速度4.531公里/秒,自转周期不到4个小时(0.163146天或3.9155小时)。尺寸1920×1540×990公里,平均半径816公里,表面积约8×106平方公里,体积≈3.5×109立方公里,质量(4.006±0.040)×1021 公斤。大部分岩石覆盖着一层相对较薄的冰层,平均密度2.6克/立方厘米至1.885-1.757克/立方厘米,表面温度小于50 K。有两个已知的卫星。

妊神星

妊神星的自转

    妊卫一(Hiʻiaka ),于2005年1月28日迈克·布朗(Mike Brown)团队在美国夏威夷州莫纳克亚山顶附近海拔4,145米(13,600英尺)凯克天文台的双望远镜发现。平均距离妊神星平均距离49880公里,近距点47,321公里,远距点52,439公里,轨道周期49.462天(49天11小时和5.3分钟,),平均轨道速度13.6公里/秒。平均直径320公里,质量约1.79×1019公斤,平均密度1±0.5 克/立方厘米,表面温度-241°C(32±3 K)。在2017年1月21日发现妊神星有一个70公里宽的环,直径约4,574公里。

妊卫二(纳马卡Namaka ),2005年6月30通过由迈克尔·布朗团队在美国夏威夷州莫纳克亚山顶附近海拔4,145米(13,600英尺)凯克天文台的双望远镜发现。椭圆轨道,平均距离妊神星25657公里,近距点19268公里,远距点32046公里。轨道周期18天6小时40.8分钟,直径为160公里,质量约1.79±1.48×1018公斤,平均密度1.0±0.5克/立方厘米,表面温度估计为-241°C(32 K)。

妊卫二

妊神星与它的卫星

妊神星在太阳系的运转轨道

    塞德娜星(90377 Sedna),是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,是目前发现距太阳第五个最远的星球,截至2015年,距太阳约86个天文单位(AU),约为海王星距太阳的三倍。主要是甲烷和氮冰与甲苯的混合物。估计它的远日点954.94±1.8天文单位(1455×109公里)(是海王星距太阳的31倍),近日点76.0616±0.008天文单位(113.83×109公里),半长轴(a)784.5×109公里(515.5±1.2天文单位)。使它成为太阳系中最遥远的一个的行星。直径995±80公里,表面温度约12K,轨道周期(Prév)4,275,078天,绕太阳一周大约需要11,400年才能完成,平均轨道速度1.04公里/秒,自转周期10.273 小时(0.4280 天)。2003年11月14日,迈克尔·布朗(Michael Brown)(生于1965年6月5日),查德威克·A·特鲁希略(Chadwick A. Trujillo1973年11月22日出生),大卫·林肯·拉宾诺维茨(David Lincoln Rabinowitz,生于1960年)的加州理工学院团队在美国加州帕洛玛山天文台发现。

塞德娜星

塞德娜星

艺术家形象里的塞德娜星

艺术家形象里的塞德娜星表面,银河,太阳,心宿二(左下红点)和角宿(右蓝点)

塞德娜星,夸欧尔星,冥王星,月球和地球尺寸比较

塞德娜星的的轨道(红色)

塞德娜星上看太阳

瓦努纳星(20000 Varuna),临时名称2000 WR106,是在古柏带状物体,是一颗矮行星,由于它的快速旋转,它的形状很长。以印度教神瓦库纳的名字命名。于2000年11月28日由美国亚利桑那大学的天文学家罗伯特·麦克米兰(Robert McMillan)领导的宇宙观察队调查发现,并在亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台进行。它被临时命名为2000 WR106,并被追溯到1954年的板块。远日点45.299 天文单位(67.766亿公里),近日点40.947天文单位(61.256亿公里),半长轴43.123天文单位(64.511亿公里),轨道时期283.19年(103435天),平均轨道速度4.53公里/秒,外形尺寸668(或+154或−86)公里,平均半径450±70公里,质量约3.7×1020公斤,平均密度0.992克/立方厘米,自转周期6小时20分37秒(0.26432天),表面温度43 K -41 K。

瓦努纳星

亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台

亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台4米望远镜

亚利桑那州基特峰国家天文台尼古拉斯·U·梅耶尔4米望远镜

亚利桑那州基特峰12米射电望远镜

亚利桑那州基特峰国家天文台博克90英寸望远镜

亚利桑那州基特峰国家天文台伯克利施密特望远镜

    伊克西翁星(28978 Ixion),临时编号2001 KX76,是一颗矮小的星球,于2001年5月22日由智利托洛洛山美洲天文台发现。以希腊神话中的人物伊克西翁(Ixion)命名。远日点49.256 天文单位,近日点30.071天文单位,半长轴39.664天文单位,轨道时期249.80年(91,240天),平均轨道速度4,665公里/秒,平均直径617±19公里,自转周期12.4小时。

伊克西翁星

    小行星3072612002 MS4,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,2002年6月18日由查德·特鲁希略和迈克尔·布朗在帕洛玛天文台发现。目前距太阳47.2天文单位,将在2123年来到近日点35.694天文单位。远日点47.740 A天文单位,近日点35.694天文单位。直径934±47公里。轨道时期269.45年(98415.8天),平均轨道速度4.58公里/秒。表面温度约43 K。

    小行星2002 AW197(小行星55565),是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,于2002年1月10日由美国天文学家迈克尔·布朗(生于1965年6月5日)等人发现。半长轴47.526天文单位(71.098亿公里),近日点41.282天文单位(61.757亿公里),远日点53.771天文单位(80.440亿公里)。轨道周期327.65年(119674天),直径768公里,自转周期8.86小时(0.369天),平均轨道速度4.307公里 /秒。自转周期8小时52分钟。

小行星2002 AW197

    小行星2002 TX300(小行星55636),是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,是2002年10月15日由加利福尼亚圣迭戈县的帕洛马山天文台近地小行星跟踪(NEAT)计划发现。半长轴43.116天文单位(64.501亿公里),近日点37.8672天文单位(56.6485亿公里),远日点48.365天文单位(72.353亿公里)。轨道周期283.12年(103408天),直径约286公里(178英里),质量〜1.2×1019千克,自转周期8.12小时(0.338天),平均轨道速度4.521公里 /秒。自转周期8小时7分12秒。

    小行星2250882007 OR10,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,是目前发现距太阳第四个最远的星球,2007年7月17日由加州理工学院天文学家迈克尔·E·布朗(Michael E. Brown)和研究生梅根·施万布(Megan E. Schwamb)发现。截至2016年2月,它位于距太阳87.5天文单位,将在2130年达到远日点。半长轴100.217×109公里(66.990天文单位),近日点49.443×109(33,050天文单位),远日点150.990×109(100.929天文单位)。直径约1500公里,外形尺寸1535公里×1280公里,质量约3.79×1021千克,平均密度2.0 克 /立方厘米,表面温度31 K。据2016年5月的估计,它比乌神星略大,轨道周期549.16年(200,579天),平均轨道速度3.388公里 /秒。自转周期44小时49分。发现一颗直径约300公里的卫星-小行星225088(S / 2016)。

小行星225088(2007 OR10

小行星225088(2007 OR10

    小行星225088卫星(S / 2016,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,小行星225088(2007 OR10)的卫星,是匈牙利布达佩天文台的加博尔·马顿(Gábor Marton),和克萨巴·基斯(Csaba Kiss)和德国哥廷根马克斯·普兰克研究所的托马斯·G·缪勒(Thomas G. Müller)在2010年9月18日观测哈勃太空望远镜2007年拍的图像中发现。2016年10月17日公布,暂名为S / 2016(225088),距小行星2007 OR10至少15000公里的轨道上运行,平均直径300公里,平均密度1.6克/立方厘米,轨道周期6天。

冥王星,阋神星,2007 OR10和外层行星的轨道

小行星225088(2007 OR10)和卫星

    2014 FC69,是一颗横跨海王星的物体,是目前发现距太阳第六个最远的星球,直径约533公里,智利的托洛洛山美洲天文台于2014年3月25日首次观测到,截至2016年2月距离太阳约84.2天文单位,估计远日点103.83天文单位(158.576×109公里),近日点40.434天文单位(59.840×109公里),半长轴72.135天文单位(109.208×109公里),轨道周期612.67年(223,777天)。

智利的托洛洛山美洲天文台

智利的托洛洛山美洲天文台

    2006QH181,也写成2006 QH181,是目前发现距太阳第七个最远的星球,2006年8月21日发现,是一个跨海王星物体(TNO),是一颗矮行星,目前距太阳82.9天文单位,远日点96.680天文单位(144.813×109公里),近日点37.789天文单位(56.878×109公里),半长轴67.235天文单位(100.830×109公里),轨道周期551.31年(201,366天),直径607公里。

    创神星(夸欧尔50000 Quaoar)(“夸奥尔Kwawar”),是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,直径1110±5公里。由加利福尼亚理工学院的天文学家迈克尔·布朗和查德威克·A·特鲁希略于2002年6月4日发现。远日点45,159天文单位,近日点41,967天文单位,半长轴43,563天文单位(64.8×109公里)。轨道时期287.53年(105,021天),平均轨道速度4.511公里 /秒,自转周期17小时40分钟(17.6788 小时或0.73662天)。直径1074±38公里,质量(1.4±0.1)×1021公斤,平均密度1.99±0.46克/立方厘米,表面温度小于-220°C(55 K)。根据2006年2月14日拍摄的图像,2007年2月22日迈克尔·布朗发现卫星韦沃特(Weywot)。卫星韦沃特(Weywot)直径为81±11公里,在距夸欧尔星14,500公里的地方进行轨道运动,轨道周期约12.5天。

夸欧尔星

夸欧尔星环绕太阳轨道

夸欧尔星和卫星(艺术画)

    萨拉希亚星(Salacia)(小行星120347),临时名称为2004 SB60,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,目前距离太阳44.2天文单位,远日点46,476天文单位,近日点37,272天文单位,轨道周期34.05年(12,437天),平均轨道速度4.587公里 /秒,旋转周期6小时5分24秒(0.254 天)。直径854±45公里,质量(4.38±0.16)×1020公斤,密度1. 3克/立方厘米,于2004年9月22日在美国加利福尼亚州的帕洛玛天文台被美国天文学家亨利·罗伊,迈克尔·布朗和克里斯蒂娜·巴库姆发现。有一个已知卫星阿克泰(Actaea),直径为286±24公里,距离主星5619±89公里,轨道周期5.49380天,是由美国天文学家基思·S·诺尔(Keith S. Noll),阿罗德·莱维森(Harold Levison),丹妮丝·斯蒂芬斯(Denise Stephens)和威尔·格兰迪(Will Grundy)与哈勃太空望远镜于2006年7月21日发现的。

萨拉希亚星和卫星阿克泰

    亡神星(奥库斯Orcus)(小行星90482),临时名称2004 DW,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,近日点30,727天文单位,远日点48,069天文单位,目前距离太阳48.06天文单位,轨道周期为247.29年(90,324天),平均轨道速度4.685公里 /秒,自转周期13小时11分17秒,直径917±25公里,质量(6.41±0.19)×1020公斤,密度1.54±0.14克/立方厘米,表面温度小于44 K,于2004年2月17日被美国加州理工学院的天文学家迈克尔·布朗(Michael Brown),双子座天文台的查德·特鲁希略(Chad Trujillo)和耶鲁大学的大卫·拉比诺维茨(David Rabinowitz)发现。有一个相对较大的卫星万特(Vanth),2005年11月13日在哈勃太空望远镜观测,迈克尔·布朗等人发现,于2007年2月22日公布。直径约为276±17公里,距亡神星9030±89公里,轨道周期9.5406±0.0004天,尺寸378±100公里,质量2-6×1019公斤,密度1. 5克/立方厘米。

亡神星

亡神星和卫星万特的轨道

亡神星和卫星万特

亡神星和卫星万特

    小行星(157601992 QB1,是冥王星之后发现的第一个跨海王星物体。1992年8月30日由加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学系的美国天文学家大卫·朱维特(David C. Jewitt,生于1958年)和越南裔美国天文学家简·卢(Jane Luu,1963年7月出生)在夏威夷岛冒纳凯阿山顶天文台发现,以第一个发现柯伊伯带而闻名。远日点46.6644天文单位(70.12亿公里),近日点40.8952天文单位(61.22亿公里),半长轴43.7798天文单位(6,566,000,000公里),距离地球39,891天文单位,距离木星35.9341天文单位。轨道时期289.68年(105806天),平均轨道速度4.4961公里/秒,质量约9.0×1017公斤,密度1000公斤/立方米,平均直径167公里,表面温度约58K。

    小行星555652002 AW197,是在柯伊伯带,是一颗矮行星。在2002年1月10日由美国加州理工学院天文学家迈克尔·布朗(生于1965年6月5日)等人发现。远日点53.771天文单位,近日点41.282 天文单位,半长轴47.526 天文单位,轨道时期327.65年(119674天),平均直径768±38公里,自转周期8小时52分钟(0.369天)。

    小行星2014 UZ224,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,是目前发现距太阳第三个最远的星球,由美国密歇根大学的大卫·杰兹领导的研究小组于2014年8月19日使用托洛洛山美洲际天文台的4米维克多M.布兰科望远镜DECam(暗能量相机)发现的。,截至2016年10月10日距离太阳约为91.6天文单位天文单位,远日点180天文单位(267.784×109公里),近日点37.97天文单位(56.848×109公里),半长轴108.9天文单位(161.568×109公里),轨道时期1136.42年(415076天)。尺寸530公里× 1090公里,直径为635公里(395英里)。

小行星2014年UZ224星的轨道

    2013 FY27,发现于2014年3月31日,直径约为850公里,是目前发现距太阳第九个最远的星球,远日点123.569×109公里(82.6±4天文单位),近日点53.108×109公里(35.5±0.9天文单位),半长轴89.161×109公里(59.6±2.1天文单位),轨道周期452.65年(165332年)。在2198左右来到近日点,大约距离太阳36 天文单位,目前距离太阳80个天文单位。

    沙棘星,小行星V774104,是海王星轨道之外柯伊伯带的一颗矮行星,直径500-1000公里。目前它距离太阳约为103天文单位(1光年= 9.461万亿公里=63241.077天文单位),距离154亿公里,远距点可能为150天文单位,到目前为止是在太阳系中发现最遥远的物体,是目前发现距太阳第一个最远的星球,估计为奥尔特云内的一个天体(奥尔特云距太阳1000至100,000天文单位近)。2015年11月10日在夏威夷冒纳凯阿山顶的一个直径为8米主反射望远镜,由美国天文学会行星科学小组由斯科特·桑德·谢泼德(Scott Sheppard,生于1976年)和查德·特鲁希略(Chad Trujillo,1973年11月22日出生)领导等人发现。

八、太阳系边缘奥尔特云

奥尔特云(Oortsche Wolke),也称为环日彗星云或欧皮克-奥尔特云,是太阳系的最外区域天体的假想,1950年,荷兰天文学家扬·亨德里克·奥尔特(Jan Hendrik Oort)将这种云假定为长周期彗星的起源地。奥尔特“云”从太阳的距离1,000天文单位至100,000天文单位(约1.6的光年)的区域,受太阳风影响的太阳圈的估计半径约为110到150天文单位,奥尔特“云”是太阳光的最边缘处。通过观测奥尔特云被划分成内和外奥尔特云,边界被假定为距太阳10,000至20,000天文单位。

太阳系最远的星球轨道

2000 OO67星(小行星87269,奥尔特云的一个天体,2000年7月29日美国亚利桑那州图森市圣卡塔利娜山萨拉·莱蒙(Sarah Lemmon)山天文台发现,直径38-86平方公里,半长轴814×109公里(544.2±2天文单位),近日点31×109公里(20.786天文单位),远日点1597×109公里(1,068±4天文单位),轨道周期4,636,764±27,381天(12695年),平均轨道速度0.88 公里/秒,表面温度约12 K。

2004 VN112星(小行星474640,奥尔特云的一个天体,于2004年11月6日在智利的托洛洛山美洲天文台发现。直径为314公里,半长轴490.687×109公里(316天文单位),近日点70.791×109公里(47,295天文单位),远日点583,305天文单位,轨道周期5629年(2056119天),平均轨道速度1.28公里/秒。

2005 VX3,奥尔特云的一个天体,2005年9月11日美国亚利桑那州图森市圣卡塔利娜山萨拉·莱蒙(Sarah Lemmon)山天文台发现,是已知的第三大远日点的小行星,它的近日点位于木星的轨道内,直径7公里,半长轴2394.494亿公里(1,600.619天文单位),近日点6.22568亿公里(4.161609天文单位),远日点4782.7623亿公里(3197.076391天文单位),轨道周期23,390,008天(64,038.36年),平均轨道速度0.51公里/秒。

2006 SQ372星(小行星308933,奥尔特云的一个天体,是由安德鲁·贝克(Andrew Becker),安德鲁·帕克特(Andrew Puckett)和杰里米·库比卡(Jeremy Kubica)在2006年9月27日首次从2005年9月13日拍摄的照片中发现,半长轴1443.47亿公里(964.9002天文单位),近日点36.1743亿公里(24.180978天文单位),远日点2850.7685亿公里(1905.619422天文单位),轨道周期22,466年,平均轨道速度0.674公里/秒。平均直径110公里,尺寸60-140公里,质量约1.7×1018公斤。

2007 TG422,奥尔特云的一个天体,是在2007年10月3日由安德鲁·贝克尔(Andrew Becker),A.W. Puckett,J.库比卡(J. Kubica)发现。平均直径约350公里,半长轴774.927×109公里(518天文单位),近日点53.228×109公里(35.58天文单位),远日点1495.998×109公里,(1,000天文单位)轨道周期约10400 年。

2009 MS9星(小行星418993,奥尔特云的一个天体,由J.-M. Petit,B.格拉德曼和J. J. Kavelaars发现,直径大约30-60公里,远日点696天文单位,近日点11.002天文单位,半长轴353天文单位,轨道时期6481.05年(2367202天)。

2010 NV1星(小行星336756,奥尔特云的一个天体,直径约44公里,与太阳的平均距离约为286天文单位,是在2010年6月1日由美国宇航局在地球轨道上的红外空间望远镜红外测量探测器发现的,远日点616.5天文单位(92,220,000,000公里),近日点9.4004天文单位(1,408,990,000公里),半长轴308.92天文单位(46,820,000,000公里),轨道时期5540年(2,022,000天)。

2010GB174,奥尔特云的一个天体,是目前发现距太阳第十个最远的星球,2010年4月12日在夏威夷岛冒纳凯阿天文台发现。直径223公里,半长轴553.519×109公里(370±28天文单位),近日点71.808×109公里(48天文单位),远日点1035.231×109公里(692±53天文单位),轨道时期7150±827年。

2012 DR30,奥尔特云的一个天体,直径约185-200公里,2009年3月31日由澳大利亚新南威尔士库纳巴拉布兰附近的斯丁泉天文台发现,半长轴2208.093×109公里(1,476天文单位),近日点21.767×109公里(14.559天文单位),远日点4396.738×109公里(3070天文单位),轨道周期56,755±215年。

澳大利亚新南威尔士库纳巴拉布兰附近的斯丁泉天文台

2012 VP113,奥尔特云的一个天体,直径约450公里,距离太阳80.5天文单位至435天文单位,是目前发现距太阳第八个最远的星球,2012年11月5日由查德威克·A·特鲁希略和斯科特·谢泼德在智利托洛洛山美洲际天文台的观察中发现,在2014年3月26日宣布。2014年4月距太阳83天文单位。半长轴39,344,239,810公里(263±7天文单位),近日点12,426,285,350公里(80.5±0.5天文单位),远日点66,571,052,150公里(445±13天文单位)。轨道周期1,558,933±65,537天(4,268±180年)。

2013 RF98,奥尔特云的一个天体,于2013年9月12日在智利的托洛洛山美洲天文台发现,尺寸约50-120公里,远日点662±20天文单位(867.679×109公里),近日点36.09003天文单位(54.305×109公里),半长轴349天文单位(462.263×109公里),轨道周期2,383,820天(6526年)。

2010BK118,奥尔特云的一个天体,是一颗彗星,于2010年1月30日由美国宇航局在地球轨道上的广域红外测量探测器(WISE)太空望远镜发现。是一个直径大约20-60公里的彗星,是一个逆行的彗星轨道,轨道周期为8000年。远日点792天文单位,近日点6.1000天文单位,半长轴399天文单位。

2013 BL76,奥尔特云的一个天体,2013年1月20日先锋号发现,由于没有看到气体,所以不知道它是不是彗星。估计直径为15-40公里,轨道周期为29900年。远日点2499.6天文单位(3739.3489亿公里),近日点8.3622天文单位(12.5689亿公里),半长轴1,254天文单位(1875.9589亿公里)。

韦斯特彗星(西方彗星Comet West),奥尔特云的一个天体,1976年正式命名为C / 1975 V1,1976 VI,1975年的彗星,是1976年夜间天空中最亮的物体之一。1975年11月5日,欧洲南方天文台位于智利北部观测站的理查德·M·韦斯特(Richard M. West)在吉多·皮萨罗(Guido Pizarro)9月24日拍摄的录像中发现了一颗彗星的痕迹。他还从同一个天体地区的其他摄影板上寻找彗星,并在1975年8月10日和13日的照片上也发现了彗星的痕迹。1976年2月25日,这颗彗星来到了近日点(最接近太阳),当日白天,这颗彗星在太阳附近被望远镜首先看到,在日落之前不久,肉眼发现成功了。从2月25日到27日观察人员报告说,这颗彗星足够亮,可以在全天候进行研究。2月29日达到0.79天文单位/ 1.188亿公里,是最接近地球的路线,1976年3月1日,这颗彗星在黎明时分出现,这颗彗星达到-1等星等,深度约为1千米,尾巴长至少2千米。在3月4日从地球上看到它的壮丽发展到了全尺寸。3月7日,尾巴迅速发展到30至40度,可以看到尾部还有一条10°长的等离子尾巴,而且还有一个宽的扇形,从尾部横向延伸出来。3月9日在距离金星1.115亿公里的距离上行驶。近日点0.197天文单位,远日点70,000天文单位(1.1光年),平均轨道速度95.0公里/秒,抛物线轨迹,轨道周期估计560,000年。由于彗星在太阳3000万公里范围内通过,观察到的核分裂成四个碎片:1976年3月7日12时30分左右,收到有关彗星分裂成两部分的报告,3月18日早上又形成了另外两个碎片。

1976年3月的韦斯特彗星

1976年3月9日拍摄的韦斯特彗星

德国慕尼黑加兴镇,1990年9月14日成为一个城市,是研究中心和许多大学及非大学研究机构的家园,拥有多个科研院所和科研实验设施,包括直线加速器和研究型核反应堆。

欧洲南方天文台(ESO)德国慕尼黑加兴(Garching)总部,欧洲南方天文台在智利北部阿塔卡马沙漠建立拉西拉天文台、帕瑞纳天文台和位于安托法加斯塔地区圣佩德罗德阿塔卡马镇以东大约50公里的海拔超过4,800米的拉诺·德·查南托天文台(Llano de Chajnantor)。

智利阿塔卡马沙漠郊外的拉塞雷纳东北方向150公里处的拉西拉天文台

智利阿塔卡马沙漠郊外的拉塞雷纳东北方向150公里处的拉西拉天文台2

智利拉西拉天文台

智利拉西拉天文台

智利安托法加斯塔以南120公里处,海拔2,635米的帕瑞纳天文台

2016年3月22日 - 23日夜半时候拍摄的帕瑞纳天文台

智利帕瑞纳天文台

智利拉诺·德·查南托天文台

射电望远镜12米的亚毫米天线运往拉诺·德·查南托天文台

哈雷彗星(Halley's Comet),因英国物理学家爱德蒙·哈雷(1656年至1742年)首先测定其轨道数据并成功预言回归时间而得名。哈雷彗星的轨道周期为76〜79年,最近一次出现1986年3月8日和5月,在1986年4月11日距地球最近,约6300万公里。下次过近日点时间为2061年7月28日。远日点35.082天文单位,近日点0.586天文单位,半长轴17.834天文单位,轨道周期75.32年,尺寸15×8公里,平均直径11公里,质量2.2×1014公斤,平均密度0.55克/立方厘米,自转周期2.2天(52.8小时)。

1986年出现的哈雷彗星

1986年出现的哈雷彗星

1986年3月8日拍摄的哈雷彗星

哈雷彗星轨道

1986年3月21日拍摄的哈雷彗星和银河系

丘留莫夫·格拉西缅科彗星,远日点5.6829 天文单位(850,150,000公里;528,260,000英里),近日点1.2432天文单位(18589万公里;11556万英里),半长轴3.4630天文单位(518,060,000公里;321,910,000英里),轨道周期为6.45年,旋转周期约为12.4小时,最高时速13.5万公里/小时(38公里/秒;84,000英里/小时)。平均尺寸约4.3×4.1公里(2.7×2.5英里),外形尺寸:大岩:4.1公里×3.3公里×1.8公里;小岩:2.6公里×2.3公里×1.8公里,体积18.7立方公里,质量(9.982±0.003)×1012公斤,平均密度0.533±0.006克/ 立方厘米,表面温度230至180开尔文(摄氏-93至 -43)。1969年9月20日,苏联天文学家克里姆·伊万诺维奇·丘留莫夫(Klim Ivanovych Churyumov)(1937年2月19日- 2016年10月14日)和乌克兰天文学家斯韦特兰娜·伊万诺夫娜·格拉西缅科(Svetlana Ivanovna Gerasimenko)在基辅大学天文台首先发现。它在2015年8月13日来到近日点(最靠近太阳)。欧洲空间局于2004年3月2日发射罗塞塔号探测器,于2014年8月6日与丘留莫夫·格拉西缅科彗星相遇,2014年8月6日探测器到达彗星30至10公里的距离上绕过彗星,在2014年9月10日进入轨道,罗塞塔号的菲莱陆器于2014年11月12日降落在彗星的表面,成为第一艘登陆彗星核的飞船,虽然它的电池电量在两天后耗尽,与菲莱的通信在2015年6月和7月短暂恢复,但由于太阳能功率下降,罗塞塔号与着陆器的通信模块在2016年7月27日关闭。2016年9月30日,罗塞塔探测器在在马埃特地区的彗星上硬着陆,结束了其使命。

丘留莫夫·格拉西缅科彗星

丘留莫夫·格拉西缅科彗星

丘留莫夫·格拉西缅科彗星一表面

丘留莫夫·格拉西缅科彗星一表面

罗塞塔号2014年10月28日距离地表约7.7公里处拍摄丘留莫夫·格拉西缅科彗星一表面照片

罗塞塔号2014年10月24日距离地表约7.8公里处拍摄丘留莫夫·格拉西缅科彗星一表面

罗塞塔号2015年1月31日拍摄的丘留莫夫·格拉西缅科彗星

罗塞塔号2014年8月接近丘留莫夫·格拉西缅科彗星时获得的86幅图像组成

罗塞塔号菲莱登陆器2014年11月着陆丘留莫夫·格拉西缅科彗星

罗塞塔号2014年12月10日拍摄的丘留莫夫·格拉西缅科彗星的破烂悬崖

罗塞塔号2015年3月28日拍摄的丘留莫夫·格拉西缅科彗星,表面冰气在逃逸。

罗塞塔号2015年4月15日拍摄的丘留莫夫·格拉西缅科彗星,表面冰气在逃逸。

罗塞塔号2015年7月7日拍摄的丘留莫夫·格拉西缅科彗星,表面冰气在逃逸。

罗塞塔号的菲莱陆器在丘留莫夫·格拉西缅科彗星上空

罗塞塔号的菲莱陆器降落在丘留莫夫·格拉西缅科彗星

丘留莫夫·格拉西缅科彗星和2014 MU69彗星的尺寸比较

2014 MU69(小行星486958),以前称为PT1和1110113Y,是位于太阳系最外层的柯伊伯带上的一个彗星,是天文学家在2014年6月26日使用哈勃太空望远镜发现的。远日点46.552天文单位,近日点42.364天文单位,半长轴44.458天文单位,轨道时期296.44年(108,274天),尺寸20公里+18公里。新视野号完成了冥王星飞行后,将在2019年1月1日抵达2014 MU69星,此时它将在人马星座距太阳43.4天文单位。

2017年8月4日的2014 MU69星

2013 AZ60,奥尔特云的一个天体,是一颗彗星,于2013年1月10日美国亚利桑那州图森市圣卡塔利娜山萨拉·莱蒙(Sarah Lemmon)天文台发现,轨道周期为8500年。远日点1,450.1天文单位,近日点7.9103天文单位,半长轴729.00天文单位,轨道周期19683.37年(7189352.7 天),直径40公里,尺寸62.3±5.3公里,自转周期9.39±0.22小时。在2014年11月达到近日点,离太阳7.9 AU(在土星轨道之内),直到距离太阳7.2 AU才开始发现,并开始释放气体,被证明是彗星。

2015 ER61,是一颗彗星,是在内奥尔特云的物体,2015年3月15日发现,当时距离太阳8.44天文单位。2016年1月30日在距太阳5.7天文单位的时候被证明为彗星,2017年4月19日距太阳约1.2 天文单位,最接近地球。核心直径大约8-20公里。远日点2,487天文单位(372.0547×109公里),近日点1.059天文单位(0.1554×109公里),半长轴1,244天文单位(186,1021×109公里),轨道时期7591年。

太阳系的柯伊伯带至奥尔特云是整个太阳系的最外围,最外的太阳圈是一个恒星 - 风力气泡,是由太阳支配的空间区域,它以大约400公里 /秒的速度辐射太阳风和带电粒子流,直至它与星际介质的风相撞。碰撞发生在终止冲击处,距离星际介质的太阳迎风约80-100天文单位,距离太阳下风约200天文单位。在这里,风急剧减速,凝结并变得更加动荡,形成了一个被称为太阳风圈的巨大椭圆形结构。这个结构被认为它看起来非常像彗星的尾巴,在上风向延伸40个天文单位,但沿顺风方向多次拖尾;来自卡西尼和星际边界探测器航天器的证据表明,星际磁场的约束作用迫使它变成了气泡形状。大约在230天文单位,就是冲击弓的震动,引起太阳在银河系中行走时形成的等离子体的“尾流”。日光层的外边界是太阳风最终终止的边点,也是星际空间的起点。

太阳系中的太阳引力场主导着周围恒星的引力大约两光年(125,000天文单位),太阳系在与星际介质互相的引力场中,以太阳光的辐射来抵抗星际介质的辐射及引力,保护太阳系中各个星球的正常轨道运转。太阳系外围的假设奥尔特云半径约超过5万天文单位,是太阳系同半人马座南门二α星互相排斥各自的辐射及引力场所。在这个范围里运行的塞德纳星是一个巨大的红色物体,有一个巨大的椭圆形轨道,从近日点的76天文单位到远日点的940 天文单位,已深入到奥尔特云内,轨道周期需要11,400年才能完成。目前,已知太阳系最远的物体,如韦斯特彗星,距离太阳约70,000天文单位(1.1光年),想象太阳引力有多么的强劲。在近邻的半人马座的星球上看太阳系,整个太阳系就是一个亮光点,根本就看不到我们太阳系内还有数以万计的行星、小行星、矮行星、卫星、彗星等等,这就是在太阳光辐射下,太阳系才能正常运转,地球上的人们才会免受外来星球的各种强劲的辐射干涉。

太阳系边缘

太阳系边缘,如图中的这个例子说明,由多色(蓝色和绿色)气泡代表着被称为高能中性原子的粒子发射的辐射量值。高能量的中性原子从厚的边界被称为太阳圈。我们太阳影响的区域和星际介质之间的区域,星际之间的星星之间的辐射。红色区域表示最热,是最高压区域;紫色表示最冷,是最低压力区域。黄色的圆圈就是我们的太阳。两个旅行者航天器正在线路中显示出他们的路线,目前正在穿越日光层。在太阳风中,太阳风与星际介质相互作用,减速并升温。图片还显示了卡西尼,它仍然在我们的太阳系内,绕着土星旋转,最终坠落在土星上。黑暗的内圈表示由终止冲击所限定的体积,形成了从太阳流出的超音速太阳风突然减速的地方。被称为太阳日光的外圈,是太阳系外的边界,是星际介质与太阳风平衡的地方。在这个泡沫的左边是假定的弓形激波的曲线,星际介质在相反的方向上相对于太阳圈行进,在与日光层相撞时减速。星际磁场与附近流动的等离子体相互作用时,会形成一个弓形边界,星际辐射的弓形震动(弓形冲击Bow shock)就像水流经岩石时形成的波浪一样,是星际辐射同太阳光辐射的斥力及引力场。

太阳圈

太阳系最边点(Heliopause),是太阳风和星际介质相互作用,形成一个被称为内日光层的区域,是日光区终止震荡之处,是星际外面看到太阳的日光处。是太阳光和太阳风被星际介质阻挡的理论边界,太阳风的力量已经不足以推回周围恒星发出的恒星风及恒星辐射的能量,该处使得宇宙射线逐渐增加,还是星际介质和太阳风压力平衡的边界。

旅行者1号和2号驶入太阳圈

先驱者11号前往星际空间,1973年4月6日发射,2015年7月19日距离地球90.716天文单位(1.35709×1010 公里;8.4326×109英里)。

2008年10月19日发射的星际边界探测器(IBEX),将探索太阳系边缘

太阳系最边缘点,太阳风和星际介质相互作用,形成一个被称为内陆的天球的区域

太阳系边缘星际介质辐射穿过气泡状的日光层区域

半人马座A星

2010年,旅行者1号探测到了约113天文单位(1.69×1010公里)附近的“停滞地”。太阳风速度降到零,磁场强度加倍,来自星系的高能电子增加了100倍。从2012年5月开始,在120天文单位(1.8×1010公里),旅行者1号探测到宇宙射线的突然增加,这是一个明显的接近日偏差的标志。旅行者1号航天器1977年9月5日升空后,带有三个钚-238氧化物球体的放射性同位素热电发电机。旅行者1号由于在太空中孤独行动,因为电力有限,它的部分仪器已经陆续停止运行,与地球中断了几年的联系,2010年12月13日证实,旅行者1号已经通过了低能量带电粒子的太阳风径向外流的范围。美国宇航局于2011年12月5日宣布,旅行者1号2012年12月3日通过太阳日光层边点,已进入一个被称为“宇宙炼狱”的新地区。在这个停滞的地区,从太阳流出的带电粒子慢慢向内转,太阳系的磁场强度加倍,因为星际空间似乎在施加压力。来自太阳系的能量粒子减少近一半,而来自外部的高能电子的检测增加了100倍。停滞区的内边缘距离太阳大约113天文单位。2012年12月,美国国家航空航天局宣布,在2012年8月下旬,旅行者1号航天器距太阳约122天文单位(1.83×1010公里),进入一个他们称之为“磁性高速公路”的新地区。2013年9月12日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,到2012年8月25日,旅行者1号已经成为第一个进入星际空间的人造物体。至2013年8月,旅行者1号正以每秒17公里(11英里/秒)的速度背离太阳行驶。2014年9月13日凌晨2点,旅行者1号离开太阳系飞向别的星球。2016年5月18日到达了距太阳135个天文单位。2017年9月5日,到达了距太阳约139.64天文单位。2017年11月28日美国宇航局抱着试试看的心态,给旅行者1号发出一条指令:重启封尘了37年的推进器,想不到在经过19小时35分,穿透了211亿公里的路程,抵达了旅行者1号,11月29日终于收到来自深空的回复,全场瞬间泪目。2017年12月,美国航空航天局已经成功修正旅行者1号的所有4个机动(TCM)推进器,用来帮助保持探头的天线指向地球。使用TCM推进器将允许旅行者1号继续向美国宇航局传输数据两到三年。截至2017年12月20日,旅行者1号航天器距太阳141个天文单位,仍与美国深空探测站进行通信,以接收日常指令并返回数据。以后旅行者1号预计将在300年左右达到理论上的奥尔特云,并需要大约3万年的时间才能通过。

旅行者2号1977年8月20日发射,1979年访问了木星系统,1979年7月9日距离57万公里(35万英里)处最接近木星,它发现了木星周围的几个环,以及在木卫一表面九座火山的爆发活动。1981年访问了土星系统,最接近土星的地方发生在1981年8月26日。旅行者2号发现土星上最高的压力为七千帕,土星的温度是70开尔文(-203°C),土星的北极温度是10开尔文。于1986年1月24日距81,500公里(50,600英里)处最接近天王星。天王星的极点附近发现了一层高度的雾霾,这个区域也被发现辐射大量的紫外线,这种现象被称为“日光”,平均气温约为60 K(-350°F / -213°C)。1989年8月25日旅行者2号最接近海王星。结束了对海王星系统的探索,2014年12月以15.4千米/秒(55,000千米/小时)的速度正在穿越日光层。旅行者2号目前正在进行扩展使命,截至2017年12月22日,已经运行了40年4个月零2天,距离太阳116天文单位(1.74×1010 公里),仍然通过太空网络与其保持联系。在到达星际空间后,“旅行者2号”有望首次提供星际等离子体密度和温度的直接测量结果。如果不受干扰的话,经过29.6万年旅行者2号应该在4.3光年的距离旁边经过天狼星。

旅行者1号

旅行者1号1990年拍摄的地球和月亮

旅行者1号带去的人类光盘

旅行者1号带去的人类金色唱片,包含55种人类语言的问候、27种不同文化的古典音乐、115幅影像,有时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆致词的问候、太阳系各行星的图片、人类男女形象图、宇航员埃德·怀特的照片、还有7分37秒的中国古典音乐“流水”以及四种中国方言。

旅行者1号带去的人类金色唱片里的宇航员埃德·怀特的照片

旅行者1号带去的人类金色唱片

旅行者1号1990年飞向外太空的轨迹

旅行者1号1990年2月14日拍下地球最后一张“暗淡蓝色”的告别照,地球只是漫漫太空中的一个眯微的小不点

旅行者1号由于在太空中孤独行动,因为电力有限,它的部分仪器已经陆续停止运行,与地球中断联系的时候。

旅行者1号目前正驶离距太阳约有119个天文单位(178亿公里)

旅行者1号2017年在星际中漫游

旅行者1号在深空中

1982年太阳系行星排成一队列

太阳系星球

1977年至2030年从地球飞行的旅行者2号轨迹,旅行者2号从地球上出发,沿着1989年在海王星的黄道,现在向南进入孔雀星座。

1977年至2030年旅行者1号轨迹,旅行者1号从地球上出发,在1981年与土星分离,现在进入了蛇夫座星座

旅行者1号和旅行者2号、先驱者10号、先驱者11号探测器正在进入星际空间

旅行者2号在星际中

截至2012年2月8日,旅行者2号的位置模拟视图

2007年4月4日显示先锋10号(先驱者10号),先锋11号(先驱者11号),旅行者1号和旅行者2号航天器的位置和轨迹的地图

2007年4月4日,显示先锋10号,先锋11号,旅行者1号和旅行者2号航天器的位置和轨迹的地图

先驱者11号和土星

1990年2月14日旅行者1号从约64亿公里的距离拍摄了太阳系行星示意图

1990年2月14日“旅行者1号”从外部看到了太阳系的第一张“全家福”,其中包括被称为“淡白色小小圆点”的地球图像。

1990年2月14日旅行者1号的摄像机指向太阳,拍摄了太阳和行星的第一张“全家福”,由60帧图像拼凑组成,旅行者1号从约64亿公里的距离和黄道上方约32度的距离拍摄了太阳系的几幅图像,显示了地球,金星,木星,土星,天王星和海王星六颗行星。

1996年9月13日旅行者1号太空探测器拍摄的太阳系行星“肖像”,距离地球超过40亿英里,黄道上方约32度。太空探测器总共获得了60帧的太阳系马赛克,显示了六颗行星。水星太接近太阳了。由于太阳光散射,探测器无法探测到火星,冥王星由于体积小,与太阳距离不大,因而不包含在镶嵌图中。这些从左到右,从上到下的图像是金星,地球,木星,土星,天王星,海王星。

附:

一个天文单位约等于地球与太阳的距离,等于149,597,870,69米±3米,等于149,597,870.691千米(约1.5亿公里)。

1光年= 9,460,730,472,580,800米(正确的距离)≈9,460.7×109千米,≈9.461万亿公里≈63,241.077天文单位≈0.306601秒差距。

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