为什么天王星和海王星冷飕飕的？

Question

如题所述

Answer 1

天王星和海王星为什么有多个磁极
20世纪80年代，“旅行者2号”开始对天王星、海王星进行考察，使得人们有可能将这两个行星的磁场绘制成图。结果是出人意料的。大多数行星都有南极和北极两极磁场。地球的磁极位于极地附近，与地球的南北极存在一个偏角，称为磁偏角，目前二者交角为11. 5°。其他许多行星，包括木星、土星和木星的卫星“伽里米德”都与地球类似。比如木星的磁偏角是10°，与地球相近。然而海王星和天王星的磁场与其他行星的情况大相径庭，它们的磁场有多个极，而且磁偏角很大，分别是47°和59°。科学家曾提出若干机制来解释这些异常的磁场，但都没有达成共识。八大行星中地球等6个行星是两个磁极，可天王星和海王星却有多个磁极，这是为什么呢?
要想搞请这一问题，必须首先搞清行星为什么都有磁偏角，行星为什么都有磁偏角呢？科学家们始终没有一个准确答案。地球膨裂说认为，46亿年前太阳因内部的核聚变而发生爆炸，飞出许多熔融的火球，地球就是其中之一。到40亿年前，由于地球气温的不断下降，地球的岩石圈形成。岩石圈的温度低于居里温度（400-700摄氏度），岩石圈又含有铁磁性物质，具有磁性，在太阳磁场的磁化下形成了地球的磁场。岩石圈下部是熔融的物质，温度高于居里温度，因此不具有磁性。因此说地球的磁场是岩石圈形成的，行星的磁场是岩石圈形成的。
为了验证地球发生东西向膨裂，是地球磁极倒转的真正原因，我用空心铁球进行了模拟实验。结果表明，磁化后的空心铁球东西向的锯口处，产生了新的北南极，部分地区磁极发生了倒转。这充分说明地球发生东西向膨裂（洋脊和山脉都是地球膨裂形成的），是地球磁极倒转的真正原因。同时也证明了地球的磁场起源于岩石圈。太阳的磁S极在太阳的地理南极，有的行星的磁N极在地理北极，可是地球的磁极N极在地理南极，这是为什么呢？因为太阳的磁场遍布整个太阳系，太阳的磁S极位于太阳的地理南极，地球又是由铁磁性物质形成的，所以地球岩石圈在太阳磁场的磁化下，在地球的地理南极，形成了和太阳磁S极相反的磁N极。这说明地球的磁极位置是由太阳和形成地球的物质决定的、行星的磁极位置是由太阳和形成行星的物质决定的。
行星的磁偏角与行星自转倾角的关系 根据天文学的观测结果，太阳系7大行星的自转倾角与磁偏角如表1所示。
表1太阳系7大行星的自转倾角与磁偏角

水星

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

自转倾角

11°

23°

24°

21°

1°

98°

59°

磁偏角

1°

11°

10°

10°

0°

59°

47°

从表1可以看出，太阳系7大行星磁偏角大小与其自转倾角的大小成正比。当行星的自转倾角较大时，行星的磁偏角就大。反之，亦然。地球膨裂说认为，行星的磁极位置是由太阳和形成行星的物质决定的。太阳的磁场方向垂直于黄道面，所以各行星的磁轴都应该垂直于黄道面。但因为各行星都有自转，并且其自转轴都存在倾角，因此，行星的赤道地区转速太快，太阳无法在转速较快的赤道地区形成磁极，而只能在转速较慢的高纬度地区形成磁极。因此行星都有磁偏角，自转倾角越大，磁偏角也越大。
因为天王星和海王星自转倾角大，所以磁偏角就大，磁极处（靠近赤道）的线速度就大。因为天王星和海王星磁极处线速度大，所以太阳的磁场不能长时间固定在天王星和海王星的磁极处对天王星和海王星进行磁化。太阳的磁场使天王星和海王星磁极处刚形成一个磁极，天王星和海王星马上转过去，太阳磁场又使天王星和海王星的磁极西面新的地点形成一个新的磁极，所以天王星和海王星形成了多个磁极，并且磁极在不断的快速变动。其它行星因为磁极位于地理极附近，线速度很慢，所以太阳的磁场能固定在一点对其它行星进行磁化，所以其它行星一个地理极只有一个磁极。
作者：赖柏林

Answer 2

乍看之下，天王星和海王星很像双胞胎，两个都有地球的4倍大，都是同样的材质，主要是由液态和气态的氦组成。它们都是每17小时自转一次，旁边也都有环围绕着，可是它们的环和土星的不一样，它们的环很薄很暗，从地球上看不见。

然而，这两个行星还是有很奇妙的差异。海王星和木星一样，有很大的暗斑，这块暗斑大小和地球差不多，是巨大的旋风暴，强风的时速高达2400公里。

这两个蓝色的大星球离太阳很远，从地球上看起来这两颗行星模糊不清。事实上，在200年前，我们都还不知道那是行星。天王星，是因为曾有人说：“哇，这颗星会动!”才被发现的。海王星，则是因为有另一个人说：“天王星移动的方式还真奇怪。”好像有什么东西在拉扯天王星，也许是其他行星的重力。科学家很快就找到了海王星。

天王星是太阳系的行星中地轴惟一倾倒下来的。它的北极在一年之中会有一次面向太阳，再走半圈轨道(需要42年的时间)，就轮到南极指向太阳。天王星为什么会倾倒?没有人可以确定原因，也许是剧烈的冲撞造成的，因为太阳系刚刚形成时，许多行星如同嘉年华的碰碰车，会互相碰撞。

在太阳系中离太阳越远的行星，温度就越低。你大概不会想要登陆冷飕飕的天王星或海王星吧，需知那里的平均温度低达零下216摄氏度！

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