橫臥前進的星球-天王星 

 

自天王星衛星遙望橫臥而行的天王星及其光環

人類自遠古以來遙望天上的星辰,很早就知道有水星、金星、火星、木星及土星等所謂的五大行星,當時沒有任何人認為在土星之外的廣大區域中,還有行星隱藏在其中,即使在 1608年能觀測遙遠物體的望遠鏡發明後,世人還是抱著「太陽系大家族全員已到齊」的想法,直到 1781年,一位經常仰望星空的天文愛好者在無意中才打破了這個觀念,因為他在土星之發現了太陽系新的成員──天王星。

威廉.赫瑟爾是一位以演奏音樂維生的業餘天文學家,每天晚上只要天氣晴朗,他都會搬出自製的反射式天文望遠鏡來觀測巡視夜空。1781313日晚上,當他在觀測雙子座附近時,忽然在視野內發現有顆不尋常的星體,赫瑟爾在更換高倍的目鏡後,在驚訝中發現這個光點然呈現「圓盤」狀,最初還以為這是顆新發現的彗星,但經過幾個月長時間的觀測並測定其軌道後,才確認它也是個繞日運行的新行星,赫瑟爾這個偉大的發現使他贏得「天文之王」的尊稱。

天王星和太陽的平均距離為二十八億七千多萬公里,差不多是地球到太陽距離的十九倍多,由於距離是如此之遠,因此公轉太陽運行一周需要「八十四」個地球年之久。天王星的赤道直徑有五萬一千多公里,相當於四個地球直徑,在太陽系中僅次於木星、土星而為第三號巨頭,而其自轉一周需時 17時14分。依照天文學家推論,天王星的內部可能有一類似地球,由金屬和岩

石所構成的核心,外層覆蓋著液態氫與氦,而表面有一主要由氫及氦、甲烷所組成較薄的大氣層。

天王星在太陽系中最奇特之處,為它自轉軸的傾斜度極端的異於常態,我們知道地球自轉軸傾斜不過 23.5度,而天王星卻高達驚人的 98度,所以天王星在其繞日的軌道上,高靈敏度的光度計偵測到在掩星前後,曾有九次急劇減光馬上又恢復正常的情況發生,而且前後發生的時間有對稱的特性,經過分析研判後,才知這現象起因於該恆星被天王星外圍的光環所遮蔽,因而證明天王星也和土星一樣,為一具有九條光環的行星,此一

天王星的米蘭達衛星表面

發現可說是二十世紀天文上重大的成就之一。

天王星原來有五個衛星,其中最大的為泰達尼亞,直徑約為一千六百公里,此為赫瑟爾在發現天王星後所發現兩顆衛星中的一顆。由於天王星距離我們是如此的遙遠,因此對於其衛星甚至是天王星本身,即使利用口徑最大、倍數最高的天文望遠鏡,也看不出個所以然來,而我們能對其有較深入的瞭解與更多的認知,完全是靠航海家二號太空船的親臨拜訪,我們對於天王星才有突破性的發現。

1986124日,經過八年半的時間,飛行了近五十億公里的航海家二號太空船,以每秒18公里的高速,在距離天王星八萬多公里的範圍內通過。經由太空船上高倍的望遠鏡及靈敏的偵測器「解剖」之下,我們得知天王星的大氣層中有漩渦狀的雲層,有些雲層是在不同的緯度、以不同的速度環繞著天王星移動,這直接證明了大氣層內有風在吹動的現象。另外,太空船上的磁力計也發現天王星有一磁場,其強度約為地球的三分之一,其磁軸與

飛越天王星附近的航海家太空船

天王星自轉軸成55度的夾角,這顯示天王星在自轉時,磁場以極大的幅度揮擺。另外,天文學家還發現許多令人困惑難解的現象,例如天王星上有股與自轉方向同向吹動,時速高達三百五十公里也就是每秒將近一百公尺的噴射氣流風,另外還發現赤道與南極的溫度相似,而黑暗的北極區域竟然比陽光照射的南極還更溫暖等,都顯示天王星尚有許多謎團待我們解決。

對於天王星已發現的九條光環、太空船又新發現了兩條,使天王星光環的總數增加為十一條,第十一條光環位於其它光環的內側,寬約十公里左右,距離天王星的雲層表面約有一萬多公里。至於天王星的衛星,除了原來我們利用地面望遠鏡所發現的五個之外,小小的航海家二號竟大大的一口氣發現十個新的衛星,使天王星的衛星總數達到十五個,透過許多近距離特寫的照片,使我們對這些衛星表面也能有較佳的認知,目前已知天王星已發現有二十個衛星

對於天王星的二十個衛星、十一條細薄的光環及高達九十八度幾乎垂直的自轉軸等現象的成因,有些天文學家認為很可能是天王星在太陽系早期,曾經被一個大星體嚴重的擦撞,以致形成它獨特的自轉現象,碰撞點附近的物質經強大的撞擊力激發而出後,大的就形成了天王星的衛星,而小的微粒雜質則逐漸形成了光環。

天王星平時所見的亮度約有5.8等,剛好在眼睛目視的極限範圍內,因此在無月而遠離都市燈光的郊外,你只要知道它這個月所在的星座,利用一份包含六等星的「肉眼星圖」,以及一個雙筒望遠鏡,在一個一個比對之下,運氣好的話很快就會發現天王星所在的位置,如果是一個大口徑高倍的天文望遠鏡的話,你甚至可看出它所呈現的圓盤狀,你一定會感到驚喜,狂喊而出:「我找到了天王星!!........」──只是....比威廉.赫瑟爾晚了兩百多年而已。