走近离太阳45亿公里的海王星：钻石数之不尽，还有持续百年的风暴
它是一颗真正的蓝色星球，镶嵌在遥远的地方，呼唤着人们的光临。
海王星 最吸引人的就是它上面数之不尽的钻石和持续肆虐百年的风暴。
海王星 海王星 名字的由来是罗马神话传说中的海神尼普顿，它也球如其名，是海洋一般的湛蓝。
然而它的上面没有任何海洋， 主要由氢气和氦气以及一些甲烷组成，是一
【千问解读】
海王星是太阳系最远的一颗行星，也是八大行星里面的最后一颗。
它是一颗真正的蓝色星球，镶嵌在遥远的地方，呼唤着人们的光临。
海王星最吸引人的就是它上面数之不尽的钻石和持续肆虐百年的风暴。
海王星名字的由来是罗马神话传说中的海神尼普顿，它也球如其名，是海洋一般的湛蓝。
然而它的上面没有任何海洋，主要由氢气和氦气以及一些甲烷组成，是一颗气体星球。
虽然是气体星球，但是海王星的质量依然很大，是地球的17倍，距离太阳45亿公里，所以真正能够到达海王星的太阳能量很少，它的表面温度零下218度。
不过，海王星的内核温度却有超乎想象的7000摄氏度。
海王星内部结构
海王星的自转周期是16个小时，但是公转的周期却是160多年，这是因为它的轨道半径是地球到太阳距离的30倍。
由于太过于遥远，至今只有旅行者2号拜访过海王星。
海王星表面有一个黑斑，和木星的红斑一样，是上面的气流旋转造成的，黑斑的旋转周期是16个地球日，方向是逆时针。
而且这个黑斑会移动，每18个小时围绕海王星移动一圈。
不过这个黑斑没有木星的红斑显眼，它是1989年旅行者2号拍摄到的，但是到了1994年，天文学家们发现黑斑消失了。
关于黑斑的去处，还是一个未解之谜，有人认为黑斑依旧存在与天王星的表面，只不过，被大气层遮挡了。
我们都称呼地球为蓝色星球，这是因为地球上有70%被海洋覆盖，从太空中观察，呈现蔚蓝色。
然而就蓝色的占比来看，海王星表示，地球的蓝色在它面前就是妹妹。
海王星几乎整颗星球都是蓝色，在黑暗的太空背景下，显得安静而神秘。
海王星的大气层非常厚，占据了自身的质量的5%~10%，海王星的大气中主要成分是氢气和氦气，这两种气体无色，不可能显现幽蓝色。
造成海王星显蓝的主要原因是甲烷。
甲烷是一种会吸收红色光系的气体，大气中的甲烷将太阳光里面的红光和橙光吸收。
一个星体是什么颜色主要看它反射怎样的光，地球上有海洋和陆地，因此海洋反射蓝光呈现蓝色，而陆地反射黄光和绿光。
火星表面有很多铁的氧化物，因此它会反射红光，整个火星看起来就是红色的。
海王星中的甲烷主要吸收红光和橙光，同时对黄光和绿光也会有影响，最后只剩下青蓝紫这些冷色调光被海王星反射，呈现寒冷的蓝色。
钻石雨海王星是一颗遥远的寒冷星球，它没有陆地，因此也不可能孕育生命更不适合生命生活。
它对于我们人类来说似乎没有移民的价值，为什么人类还对它如此向往呢？因为这上面有一种人类很向往的物质——钻石。
确切地说钻石在自然界中并不存在，它的学名叫金刚石。
金刚石并不晶莹剔透，被人工抛光打磨出刻面，反射光线而变得美丽动人，这个时候才叫做钻石。
钻石的原材料金刚石是一种碳单质，从元素上分析，它和人们烧的黑炭是一样的，但是从结构上看，它和一般的碳单质不一样。
金刚石中的碳原子，每个以SP3杂化轨道的方式，与另外4个碳原子形成四面体。
这种结构让金刚石的化学性质稳定，更是有着超强的硬度。
金刚石结构
金刚石的形成条件非常苛刻，形成时间需要10亿年。
它是碳原子在上地幔中，经过高温、高压形成，并且只存在与上地幔中，随着火山喷发来到地表。
物以稀为贵，因为太难得形成以及地表含量很少，钻石的价格十分昂贵。
人类试着模拟上地幔的环境碳原子放入其中，得到了人造钻石，但是人造的钻石很细碎，可以用在工业领域，但是还无法在首饰上取代矿产钻石。
因为金刚石结构很稳定，最古老的可能已经在地球上存在了45亿年，所以它被看做永恒的象征。
然而钻石的稀有程度让历史上的诸多国家大打出手，直到现在，也是珍贵的矿产资源。
就是这样价值连城的宝石，在海王星上跟不要钱一样，唰唰地往外冒。
根据估计，海王星的表面铺满了钻石。
海王星的钻石都是哪里来的呢？理论上，化学元素周期表上的所有元素都可以通过氢的聚变反应获得，越靠前的元素就越容易获得。
碳是6号元素，比较容易经过核聚变获得，海王星内核的温度高达7000摄氏度，这样高温、高压的情况下，海王星上的氢原子和氦原子参与核聚变反应，得到的碳原子在内核形成金刚石结构，被内核喷发出来。
所以海王星上面每时每刻都在下钻石雨。
这对喜欢钻石的人类来说，具有致命的吸引力。
既然海王星上有这么多钻石，我们可以发射探测器去它的表面提取，然后运回地球，虽然成本贵了一点，但钻石本来就是奢侈品。
话虽这么说，可是难度却非常大，因为海王星表面还有非常强烈的风暴，探测器还没挖到钻石可能就被撕碎了。
海王星的气候可以用极端二字来形容，在它的表面，风暴就像地球人类吃饭一样平常，而且风暴的速度，平均都在1200千米/小时，最高风速2400千米/小时。
人类将地球上的风分为了12个等级，其中12级大风的风速为32.7～36.9m/s，也就是每小时100多公里。
12级大风又称为飓风，其在地球上横行霸道，往往都会造成严重的伤害，然而这样的风力放在海王星上根本就不值一提。
海王星有着全太阳系最恶劣的天气，这些风暴的持续时间往往都在百年以上，并且是一波未平一波又起，一个风暴接一个风暴的肆虐。
这样的环境下，人类的任何设备都会被风暴蹂躏破碎。
因此唯一观察过海王星的旅行者2号，也不敢靠海王星太近。
钻石和风暴，让海王星这颗蓝色的星球美丽而又危险。
海王星的轨道算是太阳系行星们的边界，再往外就是柯伊伯带，里面是无数矮行星与小行星。
在过去，人们以为太阳系最后一颗行星是冥王星，但后来发现，冥王星的轨道与海王星有交叠，两者却一次都没有碰到过。
海王星的天然卫星目前有14颗，有些是它依靠引力从柯伊伯带里俘获的，这其中就有它最大的那颗卫星。
海王星也有自己的光环，但是因为整个海王星都很黯淡，导致这层光环非常难以发现。
海王星也是八大行星里面唯一一颗无法用肉眼观测到的星球，必须借助望远镜。
这也导致它的发现非常晚，直到天文望远镜问世它才被关注。
海王星有磁场，可是磁场很特殊，位置也很奇怪，天文学家估计这可能是传导性物质，比如水导致的，也就是说海王星上可能存在水。
只不过以海王星的温度，这些水是以固态的形式存在于大气之下。
而且根据旅行者2号观测到的影像，海王星的表面没有水蒸气，关于它是否有水，目前还存在争论。
有人认为，海王星距离太阳太远，它上面的水根本就没有能量蒸发或者升华，因此看不见水蒸气，不能因为水蒸气这个原因就否认它存在水。
海王星虽然不适合人类居住，但是上面的资源是人类非常需要的。
且不说那些钻石雨，光是它的甲烷质量，就远远超过了地球的甲烷储存量。
如果能够将这些资源为人类所用，我们的能源危机可以得到了缓解。
关于海王星的身世，还有很多是我们现在并不知道的，它就像自身的颜色一样，神秘、冷清但是美丽。
大范围的太阳风暴袭击了太阳、地球甚至火
（图片来源：uux.cn/NASA/STEREO-A/COR2） 据美国太空网（Meredith Garofaro）：太空天气可能看起来像是来自遥远星系的故事，但当太阳风暴袭击地球时，我们会直接受到影响。
例如，这些风暴就是产生北极光的原因。
它们甚至会导致我们的通信系统和电网暂时中断。
从这些太阳耀斑中，我们可以学到很多东西——美国国家航空航天局最近发布的一份报告分享了2021年，一个特别精彩的故事。
随着航天机构继续将宇航员送入我们星球的轨道，并开始计划更远的旅程，监测太阳风暴及其影响的方法将变得越来越重要。
这些风暴有可能危害人类、卫星和航天器；欧洲航天局2023年发布的一份新闻稿讨论了太阳爆发后，如何首次在地球、月球和火星表面同时观测到这种高能粒子。
这引起了人们的重要关切。
ExoMars TGO项目科学家科林·威尔逊在欧空局的新闻稿中表示：“太空辐射会对我们在整个太阳系的探索造成真正的危险。
”。
“机器人任务对高水平辐射事件的测量对于长时间载人任务的准备至关重要。
” 在一个拥有历史性数量的卫星和其他仪器在巨大的未知中漫游的时代，美国国家航空航天局的太阳物理任务使用航天器来更深入地了解太空现象，并讲述太阳事件后粒子释放到太空时发生的事故。
美国国家航空航天局最近的一篇文章分享了一个完美的例子，说明人们正在努力研究由所有光线产生的太阳风暴的影响：太阳。
这次太阳爆发发生在2021年4月17日，尽管这些风暴并不罕见，但在这一特定事件中，风暴的范围如此之广，以至于不同地点和位置的六艘航天器都感觉到了爆炸。
航天器不仅在太阳和地球之间，而且在地球和火星之间都观测到了高速质子和电子，也称为太阳高能粒子！ 2021年4月17日，日地关系天文台（STEREO）的一艘航天器拍摄到了这张日冕物质抛射远离太阳的照片（太阳被中心的黑色圆盘覆盖，以便更好地看到周围的特征）。
（图片来源：uux.cn/NASA/STEREO-A/COR2） 根据美国国家航空航天局的说法，这是第一次发生这样的事情——我们现在使用多个航天器的数据对太阳风暴有了完全不同的看法，而单个航天器只能提供局部见解。
让我们以一位着名的漫威英雄为例：托尔制造了一场太阳风暴，消灭了一群坏人，产生了大量的SEP，并将其发送到太空。
然而，他知道各方都有敌人。
因此，他确保创建这些SEP的不同球，这些球可以朝着所有不同的方向移动，覆盖比单个光束更宽的区域。
通过对单个事件的更多“关注”，我们可以更好地了解一场太阳风暴可能带来的所有不同类型的危害，这场风暴有时会对更大的比赛场地构成威胁。
芬兰图尔库大学物理与天文系的Nina Dresing在一份声明中表示：“SEP会损害我们的技术，如卫星，并破坏GPS。
”。
“此外，在强烈的SEP事件中，太空中甚至极地航线上的飞机上的人类都可能遭受有害辐射。
” Dresing和她的团队从这次活动中进行了进一步的研究，以了解SEP来自哪里，粒子是如何加速到危险的速度的，以及它们何时与每艘航天器接触。
结论如下（绘制在下图上）。
离爆炸最近的是BepiColombo航天器，这是欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构的联合任务。
BepiColombo正在前往水星的途中。
受粒子撞击第二严重的是美国国家航空航天局的帕克太阳探测器，它离太阳非常近。
紧随其后的是欧空局的太阳轨道飞行器。
当耀斑发生时，帕克和太阳轨道飞行器正处于耀斑的相对两侧。
在离家较近的地方，美国国家航空航天局的日地关系天文台（STEREO）航天器、STEREO-A、美国国家航空和航天局/欧空局的太阳和日球层天文台（SOHO）以及美国国家航空局的风飞船都受到了这一事件的袭击。
最后，探测爆炸粒子的最远也是最后一艘航天器是火星轨道飞行器：美国国家航空航天局的MAVEN和欧空局的火星快车。
这张图显示了2021年4月17日太阳爆发期间单个航天器以及地球和火星的位置。
太阳在中心。
黑色箭头表示初始太阳耀斑的方向。
几艘航天器探测到太阳周围210度以上的太阳高能粒子（蓝色阴影区域）。
（图片来源：uux.cn/Solar MACH） 通过确定它们在太阳周围的位置差异，并注意到每艘航天器观测到的电子和质子数量，Dresing和她的团队能够更清楚地描绘出太阳喷出的情况。
位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的团队成员兼太阳物理研究科学家Georgia de Nolfo在声明中表示：“多种来源可能对这一事件有贡献，解释了其广泛分布。
”。
“此外，对于这一事件，质子和电子可能来自不同的来源。
这不是人们第一次猜测电子和质子的加速度来源不同，这一测量方法的独特之处在于，多个视角使科学家能够更好地分离不同的过程，以证实电子和质子可能来自ginate来自不同的过程。
" 正如我们所知，这不会是最后一次发生这样的事件，我们能做的研究越多，就越能更好地了解太空天气的情况，也就越能谨慎地探索最终的前沿。
基于这些结果的未来研究将涵盖更广泛的其他现象；它们将由包括地球空间动力学星座（GDC）、SunRISE、PUNCH和HelioSwarm在内的仪器进行。
这项研究于去年发表在《天文学与天体物理学》杂志上。
太阳系九号X行星可能藏在最后一个地方
信用:uux.cn/ESO/Tomruen/nagualdesign 据《今日宇宙》（劳伦斯·托格内蒂）：最近提交给《天文学杂志》的一项研究继续寻找难以捉摸的九号行星（也称为X行星），这是一颗假设的行星，可能在太阳系外围运行，远远超出矮行星冥王星的轨道。
这项研究的目标是缩小九号行星的可能位置，并有可能帮助研究人员更好地了解我们太阳系的构成及其形成和演化过程。
该研究可在预印服务器arXiv上获得。
那么，这项研究缩小潜在行星9位置背后的动机是什么？ 迈克·布朗博士是加州理工学院理查德和芭芭拉·罗森伯格天文学教授，也是该研究的主要作者，他告诉《今日宇宙》:“我们正在继续尝试系统地覆盖我们预测行星九所在的所有天空区域。
使用来自Pan-STARRS的数据使我们能够覆盖迄今为止最大的区域。
” Pan-STARRS代表全景巡天望远镜和快速响应系统，是一个合作天文观测系统，位于哈雷阿卡拉天文台，由夏威夷大学天文研究所运营。
在这项研究中，研究人员使用了数据发布2（DR2）的数据，目标是根据过去研究的发现缩小九号行星的可能位置。
最终，该团队通过排除先前研究中计算出的大约78%的可能位置，缩小了九号行星的可能位置。
此外，研究人员还提供了对行星九的近似半长轴（以天文单位测量）和地球质量大小的新估计，分别为500和6.6。
那么，这项研究最重要的结果是什么？目前正在进行或计划进行哪些后续研究？ “虽然我很想说最重要的结果是找到了九号行星，但我们没有找到，”布朗博士告诉《今日宇宙》。
“所以相反，这意味着我们已经大大缩小了搜索范围。
我们现在已经调查了我们认为第九行星可能存在的大约80%的区域。
” 就后续研究而言，布朗博士告诉《今日宇宙》，“我认为LSST号是最有可能发现九号行星的探测器。
当它在一两年内上线时，它将迅速覆盖大部分搜索空间，如果第九行星在那里，就找到它。
” LSST代表空间和时间的遗产调查，是一项天文调查，目前计划作为一项为期10年的研究南部天空的计划，在智利的维拉·鲁宾天文台进行，该天文台目前正在建设中。
LSST的目标包括研究识别近地小行星和太阳系内的小行星体，但也包括深空研究。
其中包括调查暗物质和暗能量的性质以及银河系的演化。
但是找到九号行星的重要性是什么？ 布朗博士告诉《今日宇宙》，“这将是我们太阳系的第五大行星，也是唯一一颗质量介于地球和天王星之间的行星。
这样的行星在其他恒星周围很常见，我们将突然有机会研究我们太阳系中的一颗行星。
” 在1846年发现海王星后不久，科学家们就开始假设九号行星的存在，包括d .柯克伍德·丹尼尔1880年撰写的回忆录和美国天文学家克莱德·汤博1946年撰写的一篇论文，汤博在1930年发现了冥王星。
最近的研究包括2016年和2017年的研究，这些研究为九号行星的存在提供了证据，前者是布朗博士与人合着的。
这项最新的研究标志着对缩小九号行星位置范围的最完整的调查，布朗博士一直认为九号行星存在，他告诉《今日宇宙》:“有太多单独的迹象表明九号行星存在。
没有九号行星，太阳系是很难理解的。
” 他继续告诉《今日宇宙》“……行星九解释了许多关于外太阳系天体轨道的事情，否则这些事情将无法解释，每个都需要某种单独的解释。
” “轨道方向的组合是最广为人知的，但还有许多物体的近日点距离很大，存在高度倾斜甚至逆行的物体，以及大量非常偏心的轨道穿过海王星轨道。
这些都不应该发生在太阳系中，但所有这些都可以很容易地解释为行星九的影响。
”
