【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）。

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy