新发现!天王星之所以躺着自转,可能是地球般大小的天体撞击所致

天王星的卫星和行星环也是朝一个方向倾斜,有人推测这源自于一次历史上灾难性的撞击使它倾倒。
天王星相对于太阳系里其他的行星倾斜了90以上,他的气态行星环系统和绕着它公转的著名的27颗卫星也同样如此 旅行者2号于1986年拍摄的天王星 寒冷是天
【菜科解读】
天王星就像被一个比地球大一到三倍的天体重击了一样
天王星是太阳系里唯一一个横躺在公转轨道上的行星。
天王星的卫星和行星环也是朝一个方向倾斜,有人推测这源自于一次历史上灾难性的撞击使它倾倒。
天王星相对于太阳系里其他的行星倾斜了90以上,他的气态行星环系统和绕着它公转的著名的27颗卫星也同样如此
旅行者2号于1986年拍摄的天王星
寒冷是天王星形成的关键所在。
研究人员发现,在寒冷又黑暗的太阳系外部产生的巨大撞击,和在离太阳近一些的地方产生的撞击,其导致的后果是不同的。
例如,月球的形成就是很久以前的一次撞击所造成的。
这次撞击的主角是原地球和一个火星大小的天体——Theia,两者都主要是由岩石形成的(而不是冰),这些在撞击的巨大作用下进入太空的物质很快就凝固住了,于是,新生的月球在引力的作用下吸引了许多这种物质。
哈勃空间望远镜的天王星影像,可以看见云带、环和一些卫星。
研究人员的模型考虑了所有这些因素,表明撞击天王星的物体冰冷而巨大,质量为现代地球的1到3倍。
日本东京工业大学地球生命研究所的Shigeru Ida是这项研究的主要作者,他在一份声明中说这个模型是第一个解释天王星卫星系统的结构的模型,它可能有助于解释太阳系其他冰冷行星(例如海王星)的结构。
地球和天王星大小的比较。
除此之外,天文学家们发现了成千上万个在其他恒星周围的行星,即系外行星,观测表明,许多新发现的被称为超级地球的系外行星可能由大量水冰构成,艾达说,这个模型也可以适用于这些系外行星。
相关知识
天王星是太阳系的第七颗行星。
它具有太阳系行星中第三大的半径和第四大的质量。
天王星的组成与海王星相似,两者的化学成分都与更大的气态巨行星木星和土星不同。
因此,科学家经常将天王星和海王星归为冰巨星,以区别于气态巨行星。
天王星的大气与木星和土星的大气在主要成分是氢和氦是相似的,但它含有更多的冰,例如水,氨和甲烷,以及痕量的其他碳氢化合物。
它有太阳系中最冷的大气,最低温度为49 K(-224°C; -371°F),并且具有复杂的云层结构,其中水被认为构成最低层的云,甲烷则构成最上层的云。
天王星的内部则主要由冰和岩石组成。
天王星大气层的对流层和平流层低层的温度曲线图,数层的云和霾也表示在图中。
像其他巨行星一样,天王星也有一个环系,一个磁层和许多卫星。
天王星系统具有独特的布局,因为其旋转轴十分倾斜,几乎进入其公转轨道平面。
因此,它的北极和南极位于对大多数其他行星来讲是赤道的地方。
1986年,旅行者2号的影像显示,天王星在可见光中几乎没有特征,没有其他巨行星中可见的云带或风暴。
目前为止,旅行者2号仍然是唯一访问过该星球的航天器。
2007年,地球上的观测显示了天王星上的季节变化和接近季节分点时天气活动的增加,其风速可以达到每秒250米(900千米每时; 560英里每时)。
巴西南部圣卡塔琳娜州遭遇严重飓风?近600只企鹅被冲上沙滩死亡
当地海洋动物护理机构PMP-BS人员表示,当地9日遭严重飓风侵袭,在部分地区甚至出现时速超过100公里的超强阵风,导致许多野生动物被吹到沙滩上,在所发现的企鹅中596只已经死亡,还有很多遗体已经彻底腐烂,怀疑可能在被吹上岸之前就已经溺死海中。
当地媒体指出,麦哲伦企鹅每年6月至10月,都会从福克兰群岛、阿根廷、智利等地迁徙到巴西圣卡塔琳娜岸边觅食,由于企鹅不像其他鸟类会飞,所以遇到因强风影响而吹起的巨浪时更难逃生,才会不幸淹死在大海中。
南极洲发现世界上最古老的冰芯?可能保存了500万年
现在,科学家们已经确定了可能是世界上最古老的冰芯的日期,其中一些部分可能保存了500万年前的样本。
南极洲等地的冰就像一个时间胶囊:它古老的、被困住的气泡提可以捕捉到几千年甚至几百万年前的地球大气的原始样本。
科学家们一直在寻找越来越古老的冰来扩大地球的气候记录。
像二氧化碳浓度这样的标志物可以与其他古代记录进行交叉检验,以更深入地了解遥远的过去气候是什么样的,以及事情是如何变化的。
现在,一个研究小组可能比以往任何时候都更深入地了解了迄今为止钻探到的最古老的冰芯。
该样本取自南极洲的Ong Valley,那里的冰川漂移使古冰层相对接近地表,受到一层岩石的保护。
在2017年和2018年的南半球夏季,该团队钻探了一个长9.5米(31英尺)的冰芯,并在此后分析了不同深度的材料的年龄。
研究人员检查了整个冰芯中铍、氖和铝的同位素的积累情况。
这些同位素是由高能宇宙射线与岩石物质碰撞产生的,其浓度可以提供一个指示,说明一个层最后暴露在表面的时间。
由此,研究小组能够计算出,该冰芯是由两个大的冰块堆积在一起组成的,这可能是由两个独立的冰川事件引起的。
上面的部分估计有300万年左右的历史,而下面的部分被测定为430万至510万年之间。
这几乎是之前的记录保持者(270万年)的两倍。
当然,这些都是估计,虽然可能有误差的空间,但研究小组说,分析三种不同的同位素使他们对年龄范围相当有信心。
虽然对400或500万年前的地球的一瞥无疑是非常宝贵的,但科学家们把目光投向了保存气候连续记录的冰芯。
目前的记录保持者横跨80万年,但科学家们的目标是收集不间断地延伸到一百万年的冰芯。
其中一些项目,包括Beyond EPICA,已经进行了几年的钻探活动。
这项新研究发表在《Cryosphere》杂志上。
相关报道:科学家发现世界上最古老冰芯(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(李木子):南极洲的冰层就像一个时间胶囊,其中的古老气泡提供了数千年前的地球大气层快照。
为了延长地球的气候记录,科学家一直在寻找最古老的冰层。
如今,一个团队可能发现了“金矿”。
研究人员在横贯南极山脉的昂谷发现了一根近10米长、充满沉积物的冰芯。
他们估计这些冰有500万年的历史,可能是迄今为止发现的最古老的冰。
科学家7月15日发表在《冰冻圈》杂志上的用于测量冰芯年代的方法,可能为研究其他更古老的冰层样本铺平了道路。
大多数用于科研的冰芯都是从南极洲东部的一些地点收集的,那里的冰层由于降水而一层层沉积下来,甚至比昂谷的冰层更干净。
几个国际团队正在竞相从这些更为有序的地下深层沉积物中提取最古老的连续冰芯,并希望能得到延伸至150万年前的无缝大气情况时间线。
然而,新的方法可以确定更古老冰层样本的年代。
这些样本是由冰川沉积而成的,因为它们更接近地表,所以更容易获取。
这是文章主要作者Marie Bergelin的观点。
作为一位冰川地质学家,她在美国北达科他大学工作期间曾参与了昂谷冰川项目。
Bergelin并没有深入地下钻取冰芯,而是寻思:“我们还能在哪里找到古老的冰?我们还能去哪里找到独特的矿床?”2017~2018年,研究人员在昂谷收集了冰芯,他们选择的提取地点远离任何可能污染样本的落石区域。
研究人员根据对该地区冰沉积情况的了解开发了一个模型,描述了稀有的铍、铝和氖同位素是如何随时间推移在冰中累积的。
在将该模型的预测结果与10米长冰芯中测得的同位素剖面进行比较后,他们估算出,在一定深度内,一些冰的历史大约有300万年。
在该深度以下,同位素浓度远高于预期,这使得研究小组得出结论,在昂谷的这一地区,两个独立的冰层相互堆叠。
他们估计,其中更古老、更深的冰层年代在430万年到510万年之间。
纽约城市大学冰川地质学家Alia Lesnek说:“他们实际上为这片冰层提供了以前无法做到的数据分析,这令人非常兴奋。
”其他研究人员对该结果表示质疑,因为Bergelin和同事没有收集到碳同位素水平等数据,而根据这些数据可能会得出不同的年代。
科学家还想知道,该模型是否能适用于昂谷以外的冰层。
Bergelin说,测量3种同位素应该足以得出结论,因为大多数研究只使用一种或两种同位素,而碳14的衰变速度太快,无法确定数百万年前的冰层年代。
她认为,该模型可以应用于其他具有类似、孤立和埋藏冰层的南极地区。
尽管如此,科学家仍然对该冰层的年代及其意义感到兴奋。
“这项研究提供了非常有力的证据,证明冰芯或冰层样本可以保存300万年或400万年。
”曾就职于普林斯顿大学的古气候学家Yuzhen Yan说,“这为未来的钻取作业开辟了新的可能性。
”目前,最古老的连续冰芯可以追溯到80万年前的气候记录。
但科学家希望有一个不间断的环境记录,可以追溯到大约100万年前,当时地球气候发生了重大变化,冰河期的周期减缓。
理解发生这种突然变化的原因,可能有助科学家明确今天的气候变暖将带来什么。
一些项目已经开始钻探。
其中包括俄罗斯的VOICE项目和10个欧洲国家的合作项目Beyond EPICA。
“我们的目标是从南极洲的不同地方获得多个冰芯,以确保记录的准确性。
因此,只有一个国家或一个团体是不可能做到的。
”日本东京国家极地研究所的古气候学家Kenji Kawamura说。