Question

不要被海王星迷惑了，其实太阳系中最厉害的风暴就隐藏在这里

Answer 1

其实早在1612年12月28日，著名的物理学家伽利略就已经观测到了海王星，但因为当时的观测条件有限，所以他将其误认为是木星的一颗卫星，直到1846年9月23日，这颗星球才被天文学家正式确认为太阳系的第八大行星，而由于它呈现出独特的淡蓝色，因此人们将其命名为尼普顿（Neptune，西方神话中海神的名字），而我们则是根据这种意思将其称为海王星。

海王星与太阳之间的平均距离高达30.06天文单位（约45.04亿公里），在这里太阳发出的光和热已经很弱了，因此我们很容易认为，由于得不到足够的能量，这颗星球应该是非常宁静的，而我们看到的一些有关海王星的图片似乎也印证了这种观点，比如说下面这张图就是“旅行者2号”探测器在1989年8月25日飞越海王星时拍摄到的图像，看上去这颗星球就像是风平浪静的海洋一样。

然而这只是假象，我们不要被海王星迷惑了，其实太阳系中最厉害的风暴就隐藏在这里，图像中的白色部分其实是海王星大气层里极为强烈的风暴系统。根据科学家的测算，海王星上的风速可以达到惊人的每小时2100公里（音速也才每小时1224公里），这是太阳系中的其他行星无法与其相提并论的。

那么问题就来了，太阳系中最厉害的风暴为什么会出现在海王星上？能量是哪来的？下面我们就来讲一下。

海王星的大致结构如上图所示，它拥有一个较小的行星核，其质量大约与地球相当，温度大约为7000摄氏度，关于海王星内核的高温来源，目前还没有确切的结论，认同度较高的观点认为，这是来自于形成海王星的原始物质在互相撞击时释放的动能，以及行星核内的放射性元素衰变所产生的能量。

在行星核之外是由水、甲烷、氨以及其他一些具有挥发性的物质所组成的地幔结构，由于这里的具有高温高压的环境，所以这些物质表现为稠密的流体，在此之外就是海王星浓密的大气层了。

海王星高层大气主要由氢和氦组成，其顶端温度低至零下218摄氏度，而随着高度的降低，大气的温度和压强就会不断升高，同时大气内的水、甲烷、氨等挥发性物质的含量也会随之增加，进而逐渐与海王星的地幔结构混为一体，简单地讲就是，海王星的大气层与其地幔结构是没有明显的分界线的。

海王星的这种结构会导致其大气层里存在着强烈的热对流现象，所以在海王星的大气层里很容易形成强大的风暴。而由于海王星没有固体表面，这就会造成其大气层里的风暴几乎不会受到任何的阻力，这就意味着，海王星大气层里的风暴可以持续地壮大，从而形成太阳系中最厉害的风暴。我们可以看到，海王星的风暴能量并不是来自太阳，而是来自于它炽热的行星核。

顺便讲一下，很多人都认为海王星和木星是同一种类型的气态巨行星，其实这是不正确的。研究表明木星的主要化学成分是氢和氦，而海王星的主要化学成分则是水、甲烷、氨，这就造成了它们的很多物理特征（如磁场结构、有效温度、大气纬向环流等等）都存在着巨大的差异，因此可以说，海王星和木星不应该被归类为同一种类型的气态巨行星。

而因为在海王星形成之初，甲烷、水、氨这些物质都是以冰晶的形式存在，所以天文学家们把像海王星这类的行星称为“冰巨星”，比如说太阳系中的天王星也是冰巨星。