新手段揭开太阳系中最大怪物的神秘面纱

　　简介：科学家通过新模型模拟天王、海王；两颗行星，研究结果对系外星球探索具有指导价值。
　　天王星与海王星非常寒冷，充满了神秘，是个冰的世界，它们在太阳系中与其余的行星全然不同；科学家认为对这两颗行星的进一步认识对于理解行星的形成过程非常重要。目前，一种新模型手段为科学家几十年的追求提供了机会与，这个手段就是：探视行星的内部。
　　科学家开始观察这些行星的热流方式与电流方式，而这一方法在过去是无法在实验室重复再现的。
　　说到行星的表面，太阳系中的天王星与海王星最容易被忽略，这两个行星既缺少木星与土星的耀眼特性、又不具有火星与水星漂亮的颜色；
　　两颗行星只呈现出不同色调的蓝色。
　　通过哈勃空间望远镜观察到的海王星。
　　补充一：NASA为＂美国国家航空行体局＂的英文缩写
　　但是，如果仔细观察，照片上可以看到两个明显的＂异常＂。＂冰巨行星＂的称号意味着每一颗行星由既热又密的流体组成，这些流体是由＂冰＂物质组成；对于海王星，这些冰物质就是水、甲烷及氨，它们被一层岩核所包围。
　　补充二：太阳系中的行星
　　最左侧是太阳，向右依序为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星与海王星
　　补充三：冰巨行星与气态巨行星
　　气态巨行星（gasgiant、类木行星）是主要由氢和氦组成的巨行星。太阳系的木星和土星是气态巨行星。＂气态巨行星＂起初原本是＂巨行星＂的代名词（同义词），但是1990年代学界意识到天王星和海王星是与气态巨行星不同性质的巨行星，主要是较重的挥发性物质（其性质与冰类似），因此称它们是冰巨行星。
　　因此，有一些科学家认为这两颗行星不过是裸露状态的气态巨行星岩核，其裸露的原因尚不清楚，这里提到的气态行星如：土星与木星。
　　费德里科.格拉斯里与斯特法诺.巴洛尼，分别以第一与最后一位作者在七月份《自然通讯》期刊发表了一篇论文，论文详细讲述了这一模型;他俩指出此模型的又一合理性，即：＂或许天王星与海王星也主要是由水组成＂，即使两颗行星都不被认为拥有生命，但在这种奇特环境下仅仅拥有水或许就能揭示行星形成的主要原因，这一形成的原因对于外太阳系行星尤为适用。
　　格拉斯里通过电子邮件对《逆向》阐述：＂这几年，这一理论已经吸引了更多的注意，用这一理论或手段作为测试平台而研究那些以水为主的外行星的类别，这些以水为主的外行星或许与太阳系以外行行星具有相同特性。对富含水的行星与卫星的研究对当下寻找外星球生命举足轻重＂。
　　补充四：外行星结构
　　木星、土星、天王星和海王星的内部结构。木星和土星均有着氢气外层和金属氢内层，而天王星和海王星则有着氢气与氦气外层和＂冰＂内层。
　　补充五：海王星内部结构
　　两位科学家还阐述：了解行星的内部结构是了解行星诸多方面中最重要的第一步。
　　（天王星合成图。它的侧磁极对科学家依旧是神秘的。劳伦斯.斯洛莫斯基，威斯康星大学麦迪逊分校/凯克天文台）
　　格拉斯里也解释：＂目前我们对行星内部的知识还是基于行星表面的特征与它的磁场性质，而这些特征或性质本身受到其内部结构之物理特性的影响，这些物理特性包括：内部中间过渡层间所发生的能量、物质、电荷的迁移。＂
　　＂潜入＂：能够精准模拟一颗行星内部的层次的检测是一个复杂的持续过程，这一检测以量子力学有关热力传导与电荷迁移的基本原理作为研究的基础。
　　格拉斯里继续解释道，计算是＂通过高效超高速计算机＂的数月工作而获得。这一研究需要他们建立新的数据分析工具（软件），以计算出可靠并有价值热导率与电荷迁移率。
　　＂总之，几个前沿的问题都具有心动的挑战，而我们成功了！＂格拉斯里这样总结他们的工作。
　　研究团队对水的三种相态做了研究，即：液态、气态与离子态。或许有人认为研究内容应该包括＂固态＂，但格拉斯里与巴洛尼做了这样的反馈：这些行星上的冰与我们传统意义上理解的冰并不相同，天王星与海王星上的水是不同的，这里的水密度更大，并带电。
　　在液态相与固态相之间的离子水被研究得最深入、最彻底。
　　＂H2O分子中的氧原子以晶格的方式排列，而氢原子就好像在带电流体中自由悬浮。＂两位科学家如此解释。
　　在天王星与海王星上，水的三种形态或相态形成了热流与电流，它们可以获得相当的能量，如：海王星具有太阳系中最强烈的＂风＂，速度超过2,000公里每小时（1,200英里每小时）。
　　热量与电能向行星外散射还能提供行星历史的重要数据，＂热力与电力的传导系数能确立行星的历史，能确立行星何时及如何形成的，也能确立行星如何冷却的＂，作者继续解释。
　　在此研究中，工作人员发现超离子水具有超大的输导率，远远超过预期设想值，这一点特别是在产生磁场的时候更为显著。超离子水主要存在于高密度分层中，这些分层位于对流液区下面，而对流液区是行星产生磁场的所在地。
　　特别得解释一下天王星的磁场：磁场非常怪异、其磁场在两侧的旋转方式也非常特殊，NASA称之为＂侧面行星＂，这些特殊性的解密或许就是揭开天王星形成过程的钥匙。
　　这一理论并不仅仅适用于这两颗行星。格拉斯里对《逆向》继续解释：他们团队所用的方法可以＂研究冰壳下整体海洋的盐水输运特性，比如土星与木星的卫星。＂把太阳系中非常稀有的几颗行星作为两颗冰巨行星的卫星已经被全面深入地研究，特别是那些具有水世界潜力的行星，如：木卫二。
　　摘要：行星内部结构与热力学历史对于其诸如发光或磁场等行星表面可观察特性的影响，取决于行星内层的热传导及电荷迁移的特性，而我们对此的了解甚少。冰巨行星，如天王星与海王星，内部拥有许多水，这些水具有不同的相，即：液态、固态离子态；研究工作从分子动力学起始的平衡角度对这些不同相的热传导与电传导特性予以评估，研究也考虑了这一理论的最新进展、以及扩展系统中输运的数据分析。本文主要介绍并讨论了我们在冰巨行星研究中有关进化模式的一些发现。
　　BY: inverse
　　FY: hongbo_0309
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