這是旅行者-2號探測器于1989年近距離飛掠海王星上空時拍攝到的海王星大黑斑，以及漂浮于其上方的高層白色云系

　　這是不同時段海王星上云層的運(yùn)動模式。通過對大黑斑和其它幾個做規(guī)律性轉(zhuǎn)動云系標(biāo)記物的觀察，科學(xué)家們精確測出了海王星的自轉(zhuǎn)周期

　　北京時間10月11日消息，海王星是太陽系最外側(cè)的一顆大行星，于1846年首次被人類發(fā)現(xiàn)。前不久它才剛剛走完自己被發(fā)現(xiàn)后圍繞太陽運(yùn)行的一周，而近日天文學(xué)家們宣布他們成功地測得了這顆氣態(tài)巨行星上“一天”的精確長度。

　　這一點可能會讓讀者們感到很奇怪，為何發(fā)現(xiàn)了那么久，科學(xué)家們甚至連海王星上一天的精確長度都不知道。這是因為海王星和木星、土星和海王星很相似，都是沒有固態(tài)表面的氣態(tài)巨行星，和以地球為代表的類地巖石行星很不同，這些氣態(tài)星球的表面缺乏固定的標(biāo)志物可以用來計算其自轉(zhuǎn)周期，也就是一天的精確長度。海王星云層頂端的“物體”都處于時刻不停的“飄動”之中，無法以其作為標(biāo)桿。這成了天文學(xué)家們面臨的一大挑戰(zhàn)。

　　然而最近美國亞利桑那大學(xué)教授埃里奇·卡科什卡(Erich Karkoschka)卻成功地解決了這個難題，并巧妙地利用這些漂浮的“標(biāo)記物”測算出了海王星的精確自轉(zhuǎn)周期：15小時57分59秒。

　　嚴(yán)密監(jiān)視海王星

　　卡科什卡對由哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的500多張海王星照片進(jìn)行了分析。他很快注意到了海王星大氣中的兩個較顯著的云層系統(tǒng)，有點和木星大氣中著名的大紅斑類似，即海王星的南極云塊以及南極環(huán)流云塊。

　　在對這些在前后20年內(nèi)拍攝的圖像進(jìn)行分析之后，卡科什卡注意到這些明顯的云塊系統(tǒng)每次都會在非常精確的時間點上出現(xiàn)。

　　于是他決定擴(kuò)大檢索范圍，他調(diào)出了1989年由旅行者號探測器在海王星附近近距離上拍攝的高分辨率圖像。在這些照片中，卡科什卡又找到了6個類似的，呈現(xiàn)規(guī)律性旋轉(zhuǎn)的云層系統(tǒng)。他在一份聲明中表示：“按照這兩個云塊系統(tǒng)所表現(xiàn)出的海王星如此規(guī)整的自轉(zhuǎn)方式很特別。”他說：“而現(xiàn)在我們有了8個這樣的特征物在同一顆行星上，這實在很讓人興奮。”他們已經(jīng)將這項研究的有關(guān)信息發(fā)表在了9月刊的《伊卡魯斯》雜志上。

　　早期研究的失敗

　　上世紀(jì)80年代，美國宇航局在1977年發(fā)射升空的旅行者-1號和2號探測器相繼飛掠土星、天王星和海王星。在這一征程中，它們搭載的儀器記錄到由這幾顆氣態(tài)巨行星的強(qiáng)大磁場產(chǎn)生的無線電信號。這些數(shù)據(jù)隨后被科學(xué)家們用以計算這些氣態(tài)行星的自轉(zhuǎn)周期，但是由于數(shù)據(jù)量太少，計算得不到很好的結(jié)果。

　　以色列特拉維夫大學(xué)教授拉維特·哈立德(Ravit Helled)說：“只有旅行者-2號掠過了海王星，因此我們收集到的數(shù)據(jù)有限。”

　　美國宇航局一共發(fā)射了兩個相同的旅行者號探測器，分別命名為1號和2號。它們于1977年發(fā)射升空，目標(biāo)是對土星，木星以及它們的衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行考察。直至今日，在它們升空34年之后，兩艘旅行者號探測器正在太陽系的邊緣飛行，并仍在不斷發(fā)回有關(guān)太陽系邊緣的關(guān)鍵信息。

　　哈立德本人并未參與卡科什卡教授的研究工作，但是他的研究方向是行星的形成，演化和自轉(zhuǎn)機(jī)制。

　　在旅行者號探測器考察之后的15年，美國宇航局發(fā)射的卡西尼號探測器抵達(dá)土星并發(fā)現(xiàn)這顆行星的復(fù)雜磁場系統(tǒng)自轉(zhuǎn)速度相比15年前已經(jīng)出現(xiàn)了輕微減慢。但是土星本身的巨大質(zhì)量意味著在這么短的時間區(qū)間內(nèi)是不可能發(fā)生如此程度的自轉(zhuǎn)減速的。

　　而更進(jìn)一步的壞消息還在后頭，卡西尼的觀測發(fā)現(xiàn)土星的南北半球大氣的自轉(zhuǎn)速度存在差異。

　　測量行星自轉(zhuǎn)

　　如此看來，依賴磁場自轉(zhuǎn)信號來估算氣態(tài)巨行星的自轉(zhuǎn)速度是不太可靠的。同時，科學(xué)家們很快便意識到，土星上出現(xiàn)的這種問題同樣適用于海王星�，F(xiàn)在他們需要找出一種新的方法來測量這顆巨行星的自轉(zhuǎn)速度。

　　于是就有了卡科什卡教授費(fèi)盡心機(jī)的海王星圖像識別和分析工作。研究人員們表示這一成果將幫助天文學(xué)家們解決這一難題。

　　更加精確的自轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)將幫助學(xué)界進(jìn)一步精確地測算海王星內(nèi)部的質(zhì)量分布情況。相比之前數(shù)據(jù)顯得更快的自轉(zhuǎn)時間數(shù)值顯示有預(yù)想更多的物質(zhì)集中于海王星的核心位置，這將改變現(xiàn)有海王星內(nèi)部物質(zhì)分布模型的面貌。

　　哈立德說：“海王星和天王星是非常有趣的行星，我們必須更多了解它們。尤其是現(xiàn)在這個時代，有如此之多的系外行星被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，人們正花費(fèi)大力氣試圖加深我們對行星本質(zhì)的理解。”