【菜科解读】

这是我们地球的公转周期，自转周期和轴向倾斜角度所共同决定的。

当这三个要素应用于其他星球上时，大部分原理也是相同的。

考虑一下海王星。

作为第八颗也是距离太阳最远的一颗行星，海王星拥有一个非常宽广的公转轨道和相对而言较低的转速。

由于这个原因，在海王星上的一天很长，相当于165个地球年。

同时加上海王星较极端的轴向倾斜角度，这也意味着海王星会经历一下相当极端的季节变化。

图解: 海王星和地球大小比较。

公转周期

海王星在距我们的太阳平均4504450000千米（2798656000英里；

30.11个天文单位）上环绕太阳。

由于它的轨道偏心值（0.009456），这个距离在不断变化，范围由位于近日点处的4460000000千米（2771000000英里；

29.81个天文单位）到它位于元日点出的454000000千米（2821000000英里；

30.33个 天文单位）。

图解:海王星以及其他远日行星的绕日运行轨道，以及太阳系外围的富含冰的开普勒小行星带。

NASA

以平均5.43千米/秒的公转速度，海王星需要164.8地球年（60182地球天）来完成一次公转。

这意味着，实际上，海王星上的一年相当于地球上的165年。

然而，由于海王星的自转周期是0.6713地球日（16小时6分钟36秒），海王星上的一年相当于89666个海王星太阳日。

鉴于海王星在1846年被发现，人类对于他的存在只有171年的了解（在这篇文章被写出来的时候）。

这意味着从它被发现开始计算，这颗星球只完成了一个公转周期（这个周期结束于2010年）加上七年的零头。

这个新的公转周期将会结束于2179年。

由于它位于我们的外太阳系，海王星的而公转对于临近的柯伊伯带有着深远的影响。

这个与小行星主带相似（不过比它大了很多）的区域由许多位于海王星公转轨道（据太阳30个天文单位）和距太阳约55个天文单位的地区内的微小的冰球和冰体组成。

图解:展示太阳系星体间的间距，六个遥远的柯伊伯带天体之间的不同寻常的近距离，以及可能存在的第九大行星的动态图解。

Caltech/nagualdesign

正如同木星的引力主宰小行星主带，影响它的形状并偶尔使一些小行星和微型行星进入内太阳系一样，海王星的引力主宰了柯伊伯带（Kuiper Belt）。

这造成了柯伊伯带中的间隔（由于会受到海王星的轨道共振而产生的空白区域）。

在这些间隔区域，物体对于海王星拥有一个1：2，2：3或3：4的共振比，意味着每当海王星完成两次公转时，这些天体会完成一次公转，或当海王星完成三次公转的时候，它们会完成两次，依此类推。

由于冥王星是其中最大的星体，超过两百个已知存在的位于2：3共振比地带的小行星被成为冥族小行星。

尽管冥王星经常穿越海王星的公转轨道，他们2：3的共振比保证了他们永远不会相撞。

偶尔海王星的重力也会导致冰星体被踢出柯伊伯带。

许多这样的冰星体最终去向了内太阳系，在那里它们成为了拥有极长公转周期的彗星。

海王星的最大卫星，海卫一，过去曾被认为是一颗被花王星的引力捕获的柯伊伯带天体（Kuiper Belt Object）以及海外天体（Trans-Neptunian Object 。

它的与其他卫星不同的逆行运转（retrograde motion）为这个猜测提供了证据。

与此同时，海王星也拥有一定数目的位于它的第四和第五拉格朗日点（Lagrange points）的特洛伊族天体（Trojan Objects）。

这些海王星特洛伊族天体可以被认为是与海王星又有着1：1的轨道共振比。

与太阳系中的其他行星很相似，海王星的轴是相对太阳的黄道面倾斜的。

对于海王星而言，它的轴相对于其运行轨道的夹角约为28.32°（地球的黄赤交角为23.5°）。

由于这一点，海王星在一年的时间里不同的一半球将会接收到比另外一个半球更多的阳光，从而导致它将会经历季节变化。

不过对于海王星而言，一个季节将会持续极长的四十年，使得见证一个完整的季节循环十分困难。

图解: 大黑斑（上面），滑行车（中间白色云彩）和小黑斑（底部）。

尽管大多数加热海王星大气的热量都来源海王星内部不知名的热源，一个由威斯康星大学麦迪逊分校和NASA的喷气推进实验室的研究者们共同完成的研究指出海王星的季节变化与太阳辐射也有关系。

这个结果是基于在1996年和2002年之间哈勃望远镜提供的海王星检验图像。

图解: 海王星高层的云带在较低层云顶形成阴影。

这些图像展示了海王星的巨大南部云带在过去六年的时间里正在逐步变得越来越宽和亮——这段时期与南半球开始了它长达四十年的夏季的时间恰巧吻合。

这片正在变大的云层被归因于逐渐增大的太阳辐射，由于它在南半球不断聚集但在赤道上相当有限。

图解:哈勃望远镜拍摄的照片，展示了海王星南半球的季节变化。

NASA, L. Sromovsky, and P. Fry University of Wisconsin-Madison

海王星在许多方面仍是一个神秘的星球。

然而，正在进行的关于它的观测揭示了许多相似的行为模式，例如，尽管它的成分与地球大相径庭，运转轨道相较地球离太阳也远得多，它的黄赤交角以及公转周期仍然造成了它不同半球上的季节变化。

能够知道无论我们冒险进入太阳系内多远的地方进行探索，无论看上去这些星球与地球有多么不同，这里仍然有着许多不变的准则，这一点是极好的。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. universetoday-Matt Williams-伊泽理

美科学家精确测量太阳系外星际磁场强度与方向

最新研究显示，这些来自日光层外层的粒子其实最初源自太阳，它们为科学家带来了关于遥远的星际磁场的信息。

　　 北京时间3月3日消息，据国外媒体报道，2008年，美国宇航局"星际边界探测器"发射升空，专门用于探测太阳系与星际空间交界地带。

数年来，"星际边界探测器"帮助科学家不断取得惊人发现，从而让人类更清楚地认识太阳系外的宇宙空间。

近日，美国西南研究院科学家根据"星际边界探测器"的探测数据精确地测量了日光层外的磁场强度和磁场方向，从而发现了一种支配太阳系之外星系的力。

　　在2008年刚刚发射不久，"星际边界探测器"就发现了一小片狭长的宇宙空间的神奇之处，那里比其它区域有更多的粒子在其中流动。

这片狭长的宇宙空间也被称为"星际边界探测器带"。

这个神秘的带状结构帮助科学家打开了窥探太阳系外宇宙空间的大门。

美国宇航局认为，"这就好比根据窗外的雨滴来判断室外的天气情况。

" 　　为了更好地描述太阳系邻近的宇宙空间，美国西南研究院科学家根据"星际边界探测器"的探测数据对星际边界进行模拟分析与研究。

星际边界位于我们太阳系周围的巨型磁场泡泡的最边缘，也被称为日光层。

通过最新的分析结果，科学家精确测量了日光层外的磁场强度和磁场方向。

科学家们的研究成果发表于《天体物理学杂志》上。

　　专家认为，科学家的最新研究成果让我们认识了支配太阳系之外星系的磁场力，从而对我们太阳系周围的宇宙空间有了更清楚的认识。

这一研究成果是基于"星际边界探测器带"的起源理论而形成的。

在"星际边界探测器带"中，流动的粒子其实是太阳粒子经过长途飞行到太阳磁场边界后被反射回来的。

在太阳系的周围，有一个巨型的泡泡，即日光层。

泡泡中充满了所谓的太阳风，即太阳不断喷射出来的电离态气体。

当这些粒子抵达日光层边界时，它们的运动就会变得更为复杂。

美研发革命性“太阳风推进”技术：10年可飞抵太阳系边缘

相反，"静电风帆"将借助太阳风抵达日球层顶，那里可以被视作是太阳系的边界　　 北京时间4月30日消息，美国宇航局(NASA)的工程师们已经开始测试新型空间推进系统，一旦成功，它将有望将人类的探索范围拓展至恒星际空间。

　　这一系统将利用太阳释放出的大量粒子产生的推力，实现史无前例的加速。

研究人员们指出，采用这种推进方式的新型飞船将能够在短短10年内飞抵日球层顶，而采用1970年代技术发射的旅行者号飞船完成这一路程则整整耗费了35年的时间。

日球层顶(heliopause)是太阳风作用逐渐终止，空间环境逐渐向恒星际空间过渡的边界层。

　　这一新型推进概念被称作"日球层顶静电快速推进系统"(HERTS)，或者直接称为"静电风帆"(E-Sail)，其推进不需要任何内部安装的推进系统。

相反，"静电风帆"将借助太阳风抵达日球层顶，那里可以被视作是太阳系的边界。

　　一艘缓慢自转的飞船可以释放10~20根带电铝制导线，形成一个巨大的"静电风帆"。

每条这样的导线厚度仅有一毫米，但长度达到12.5英里(约合20公里)，几乎和219个足球场相当。

　　这款"静电风帆"能够排斥通过的带电荷的质子流，从而产生推力。

HERTS"静电风帆"项目的首席科学家，美国宇航局马歇尔空间飞行中心先进概念办公室的布鲁斯·魏格曼(Bruce Wiegmann)表示："太阳每时每刻都在以极高的速度释放出大量质子和电子，速度可以达到每秒400~750公里。

而静电风帆正是利用这股粒子流实现推进。

" 　　一艘缓慢自转的飞船可以释放10~20根带电铝制导线，形成一个巨大的"静电风帆"。

每条这样的导线厚度仅有一毫米，但长度达到12.5英里(约合20公里)，几乎和219个足球场相当　　在受控等离子体腔室内进行测试工作，"日球层顶静电快速推进系统"(HERTS)将测试在带正电荷的导线作用下质子和电子被吸引和排斥的效率。

工程师们还将开展等离子体测试，并改进未来进一步开发静电风帆所需要模型数据　　目前，位于亚拉巴马州的美国宇航局马歇尔空间飞行中心已经开始了相关技术实验，预计这一研究项目将持续至少两年时间。

在这次实验期间，工程师们将会确定静电风帆在飞行过程中能够排斥开的质子数量以及能够被吸引的电子数量。

工程师们还将开展等离子体测试，并改进未来进一步开发静电风帆所需要模型数据。

　　关于静电风帆推进的最初设想来自芬兰气象研究所(FMI)的裴卡·詹能博士(Dr Pekka Janhunen)，但研究人员表示想要真正将这一设想变为现实仍然有大量的工作需要去做，目前这项技术距离真正实现应用至少还有10年以上的差距。

　　随着飞船逐渐远离太阳，这款风帆的有效作用面积还会进一步增加，在距离太阳一个天文单位(即地球到太阳的平均距离)处，这款风帆的有效作用面积大约是232平方英里(约合600.87平方公里)，但在距离5个天文单位处，其有效面积将增大到大约463平方英里(约合1199.2平方公里)。

　　在一般情况下，太阳光子流的能量随着和太阳之间的距离增加，其能量会减弱，因此一般认为采用太阳光压推进技术的飞船到了太阳系的小行星带范围外侧开始就将很难获得足够的推力继续向外飞行了。

　　但是静电风帆利用的是太阳风粒子流(质子和电子)，因此情况完全不同，在小行星带范围外侧，静电风帆将能够继续向前飞行。

魏格曼表示："我们不必有此担心，伴随稳定的质子流和不断扩大的有效推进面积，甚至在距离太阳远达16~20天文单位的位置上，我们的飞船仍然将能够获得足够的推力而维持飞行，这已经比采用光压技术的太阳帆飞船的飞行距离至少超出3倍以上。

这样漫长的加速过程将产生极高的速度。

" 　　当美国宇航局的旅行者-1号飞船在2012年确认跨越日球层顶的时候，这艘飞船在太空里已经飞行了整整35年之久。

而采用这种新型推进技术的未来飞船达成这一目标预计将只需要大约1/3的时间。

魏格曼表示："我们的研究显示，采用静电风帆技术推进的飞船将能够在不到10年的时间里抵达日球层顶。

这将对此类飞船的科学回报效率产生革命性的影响。

" 　　尽管这项技术的设计初衷是为了让飞船跨越日球层顶，但研究人员们表示其对于太阳系内部的探索同样意义重大。

　　魏格曼表示："随着研究组深入考察这一技术概念，事情已经逐渐变得清晰，那就是这项技术设计是具有灵活性和可调整性的。

未来的任务设计者们可以通过调节导线长度、导线数量以及电压高低来适应不同的任务目的——或许是内太阳系探索、外太阳系探索或者是飞往日球层顶区域。

静电风帆技术的应用范围广阔。

"