天卫三
天卫三
图源:theTimeNow
天王星的卫星:天卫三巨细大约是月球的一半,其直径大约为1000英里(1600公里)。天卫三每209小时环绕天王星公转一周。它正如许多其它远日行星的卫星相同,是被潮汐确定(同步自转)的。每公转一周,自转也是一周,使天卫三的“一天”也长209小时。
图解 :1986年1月24号旅行者2号拍照的天卫三南半球.
天卫三公转的轨迹倾角相对于天王星的赤道简直为零,这十分独特,因为天王星的自转其实便是侧倒着翻滚的。
天卫三的前史
天卫三于1787年被发现。其英文名泰坦尼亚(Titania)来自莎士比亚一部戏曲中精灵族女王的姓名。在这部剧中,泰坦妮亚的老公是欧贝隆(Oberon),天卫三的发现者威廉·赫舍尔(William Herschel)用这个姓名命名了另一颗天王星的卫星(天卫四)。天卫三是两颗天王星大卫星中较大、间隔天王星较近的那颗。天王星还有三颗大卫星和超越20颗小卫星。因为这位天卫三发现者喜爱用莎翁戏曲人物的姓名命名天王星卫星,后来的天文学家在为天卫三的地势特征以及天王星其它卫星命名时也保留了这个传统。大多数新发现的卫星和碰击坑被以莎翁喜剧中的人物命名,而首要的地势特征如地堑和平地则拿戏曲中的地址命名。天卫三被认为是天王星构成时,其周围的岩石物质结合而构成的。这会令这颗卫星的年纪大约在45亿年左右。但是,其外表没有多少碰击坑。
威廉·赫舍尔
图源:National Portrait Gallery, London
人们置疑天卫三从前承受过一次内部的改变。该行星(此处估量是原文笔误,应为卫星)从前历加热、熔化,从头构成地表的进程。这一进程也留下了巨型峡谷。这一重塑进程有或许与天王星被碰击而倒向一侧是一起发作的。人们认为天卫三的内部在其构成之后的某个时点胀大了,导致其地表构成了被称为陡坎(scarps)的巨大裂缝。天卫三内部的胀大撑裂了其冰冻的外壳。假如它曾具有液态水-氨的海洋,在之后冰冻起来的话,或许就会发作这样的状况。这些陡坎之间没有多少碰击坑,暗示从地质学视点,尚无许多时刻构成许多碰击坑的伤痕,也支撑了前述理论。
天王星的卫星
图源:NASA
天卫三的地势地貌
天卫三有数个首要的碰击坑。葛簇特碰击坑(Gertrude)直径大约300公里,深约2公里。葛簇特碰击坑的姓名来自莎士比亚戏曲中的一个人物。欧苏拉(Ursula)是直径大约140公里的碰击坑。
天卫三上布满地堑,巨大、挺拔的平行断层。相似的地势在地球上如美国的峡谷地国家公园和东非大裂谷等地也能找到。地堑之间的峡谷被称为陡坎。天卫三上最大的陡坎名叫墨西拿峡谷(Messina Chasma)。
图解:这张旅行者2号的泰坦妮亚印象,显现有许多的断层。
这一长1500公里的断层从西北延伸至东南。贝尔蒙泰峡谷(Belmont Chasma)在天卫三上向东延伸,大约260公里长。它穿过了欧苏拉碰击坑。胡西庸(Rousillon)断崖或“陡坎”这个姓名被赋予了另一个较大的陡坎。大多数陡坎的姓名都来自于莎翁戏曲中的地名。
许多其它碰击坑也都被赋予了来自莎翁的姓名。包含凡勒利亚(Valeria),摩普莎(Mopsa),露西塔(Lucetta),玛利娜(Marina),芙赖尼亚(Phrynia),伊拉斯(Iras),波娜(Bona), 阿德里安娜(Adriana),伊摩琴(Imogen)和卡尔普尼亚(Calphurnia)。其它碰击坑具有传统的英国姓名如凯瑟琳(Katherine)、埃莉诺(Elinor)和洁西卡(Jessieca)。即便天卫三具有大气层,也会十分淡薄。只需存在大气层,它就应当是由二氧化碳构成的,由冰冻的二氧化碳暴露在阳光下而渐渐对大气予以弥补。假如那里有大气层,它的大气压力会是地球大气压的十亿分之一。天卫三地表气温徜徉在60到90开尔文之间;这一温度没有比氢气分子冷凝而构成固体的温度高多少。有或许天卫三的大气层是季节性的,只在天王星环绕太阳作业的绵长的84年中,该卫星长42年的夏日中才会呈现,这将意味着只要夏日时该卫星的一侧才有大气层,而该卫星反面的大气是被冻住的。天卫三或许在曩昔曾具有更厚的大气层,因为天王星的磁气圈会将任何气态粒子从该卫星的地表夺走。
图解:天卫三地表被称为“陡坎”的巨大裂缝,图源:NASA
天卫三的内部结构
天王星极度冰冷。它尽管具有磁场,但这一磁场似乎是由环绕其固体地核的水-氨冰洋发生的,而不是由熔融态的地核发生的。天王星并没有对天卫三发生明显的潮汐引力,也没有发生热量温暖这颗卫星。天卫三因为首要由岩石和冰组成,因而它并不会反射多少阳光。尽管它有或许含有水冰,但它冰冷的程度足以使它含有冰冻的氨和二氧化碳。
图解:地球、月球和二氧化钛的巨细比较。
很或许天卫三具有分层的内部结构。例如,地球具有熔融态的地核,一层半液态的地幔和固态的地表。天卫三在其曩昔从前承受过明显的潮汐力,或许从前阅历过天王星磁气圈所驱动的潮汐加热或许地热加热。这会使天卫三本来的岩石和冰混合物变暖、结合以及重塑。这会生成一个固态的岩石地核,由冰、氨与岩石混合而成的地幔,以及由冰构成的地壳。这一行星的重塑进程可以解说该卫星相对较年青的地表,以及它的地堑是怎么构成的。 现在,在其冰的地壳和岩石地核之间,或许有液态的地层,也或许没有。假如天卫三具有地下海洋的话,它必须有许多的液态氨,才干防止在该卫星当下的低温中冻结成冰。
另一种或许性是天卫三的岩石成分中含有放射性元素,结合而构成了这颗卫星。在该卫星构成进程中,放射性加热会协助地核固化,一起较轻的元素移到了地表。假如地核曾被放射性衰变加热,这一进程应在该卫星构成的几亿年之后完毕。
跟着放射性物质落入地核,加热效果会导致天卫三胀大。这会在冰冻的地表形成裂缝和断层,一起协助抹平一切从前存在的碰击坑。
对天卫三的探究
人们从前从地球上运用红外反射光度法(infrared reflectance photometry)研讨天王星的卫星。1981年,M·J·列伯弗斯基(M. J. Lebofsky)和G·里克(G. Rieke) 首要做了这方面的作业。旅行者1号勘探器无法到访天王星。旅行者2号在1986年抵达天王星。
旅行者2号概念图
图源:NASA
那趟旅途只提供了该卫星地表40%区域的细节图片。还有数个以天王星及其卫星为意图的勘探使命被提出,但现在任何太空署都还没有方案组织针对天王星的使命。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. thetimenow-叶萤
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