新的觀察表明,我們對一天長度的判斷是錯誤的。
根據迄今為止對這顆臭行星自轉速度的最精確測量,天王星上的一整天持續 17 小時 14 分 52 秒。根據航行者 2 號 1986 年飛越天王星時收集的數據,這比我們想像的要長 28 秒。
這可能看起來沒什麼大不了的……但實際上是巨大的。
“我們的測量不僅為行星科學界提供了重要的參考,而且還解決了一個長期存在的問題:以前基於過時的旋轉週期的坐標系很快變得不准確,使得隨著時間的推移無法跟踪天王星的磁極,”天體物理學家洛朗·拉米解釋道巴黎天文台的。
天王星和海王星是太陽系最外層的兩個世界,與太陽的距離比其他行星要遠得多。天王星的軌道距離是天王星的兩倍;海王星的軌道距離是土星軌道距離的三倍多。
由於距離太遠,天王星和海王星顯得又小又暗,這使得它們難以研究;此外,這個距離使航天器的長途跋涉變得更長,因此只有航行者號任務在幾十年前就已經接近了。
這意味著我們掌握的有關太陽系外冰巨星的信息是有限的,並且可能飛越時影響行星的特殊條件。另一方面,獲取新信息是一個挑戰。
我們對天王星日長度的假設不准確,導致了一些混亂。最大的問題之一是,由於沒有準確的日長,天王星磁極的方向在發生幾年後就丟失了。。
為了重新測量天王星一天的長度,拉米和他的同事對哈勃太空望遠鏡在 2011 年至 2022 年期間收集的數據進行了仔細研究。在這段時間內,望遠鏡反復觀察了天王星的紫外線極光,這些極光的產生與地球上的極光非常相似。
太陽風攜帶的粒子撞擊行星磁層,被帶走並沿著磁場線加速到極地緯度,在那裡它們被傾倒到高層大氣中。大氣中的粒子與入射的太陽粒子之間的相互作用使天空發光。
天王星的有趣之處之一是它的旋轉軸幾乎平行於黃道,與其他行星幾乎垂直的方向相比,行星或多或少都圍繞太陽運動。這種方向使其磁極更難找到。
通過跟踪紫外線極光,拉米和他的同事能夠定位和追踪兩極,並利用該信息精確測量天王星白天的長度。
這個測量是精確的– 研究人員表示,這是迄今為止對一顆巨行星最精確的測量,甚至比對巨行星的測量還要精確的旋轉速率。因此,用於測量速率的技術可以應用於其餘的以獲得其內旋轉速率的精確測量。
“有了這個新的經度系統,我們現在可以比較近 40 年的極光觀測結果,甚至可以為即將到來的天王星任務做好計劃,”拉米 說。
該研究發表於自然天文學。









