红外线洞察:韦伯对天王星隐藏环的革命性观察

2025-08-18 09:01来源:本站

  

  

  詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到了天王星的详细图像,揭示了它的动态大气,包括光环、卫星和风暴。这张增强的照片与之前的照片形成对比,显示了一个更活跃的天王星,有一个突出的季节性北极云帽和几次风暴。这些观测对于了解这颗行星复杂的大气层至关重要,也可能为研究系外行星提供见解。来源:NASA, ESA, CSA, STScI

  当旅行者2号在1986年飞过天王星时,这颗行星看起来几乎是一个毫无特色的蓝色固体球。现在,韦伯向我们展示了一个更加动态和有趣的红外视图。光环、卫星、风暴和明亮的北极帽为这些新图像增色不少。因为天王星是倾斜的,所以当天王星的极点指向太阳并接收到更多的阳光时,极帽看起来会变得更加突出——这个时间被称为至日。天王星将在2028年到达下一个至点科学家们将观察火星大气层的变化。研究这个巨大的冰可以帮助天文学科学家们了解其他太阳周围类似大小的行星的形成和气象。

  这张来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外相机拍摄的天王星图像,以新的清晰度显示了这颗行星和它的光环。这颗行星季节性的北极帽在明亮的白色中闪烁,韦伯精密的灵敏度可以分辨出天王星暗淡的内外环,包括Zeta环——最靠近行星的极其暗淡和扩散的环。韦伯的这张图片还显示了这颗行星27颗卫星中的14颗:Oberon、Titania、Umbriel、Juliet、Perdita、Rosalind、Puck、Belinda、Desdemona、Cressida、Ariel、Miranda、Bianca和Portia。来源:NASA, ESA, CSA, STScI

  美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜最近将它的视线对准了不寻常而神秘的天王星,这是一个侧面旋转的冰巨人。韦伯用光环、卫星、风暴和其他大气特征(包括季节性极帽)捕捉到了这个充满活力的世界。这张图像在今年早些时候发布的双色版本的基础上进行了扩展,增加了额外的波长覆盖范围,以获得更详细的外观。

  天王星的光环和卫星

  凭借其精致的灵敏度,韦伯捕捉到了天王星暗淡的内外环,包括难以捉摸的泽塔环——最靠近天王星的极其暗淡和扩散的环。它还拍摄了土星27颗已知卫星中的许多卫星,甚至看到了土星环内的一些小卫星。

  在20世纪80年代由旅行者2号观测到的可见波长中,天王星呈现为一个平静、坚实的蓝色球体。在红外波段,韦伯揭示了一个奇怪而动态的冰世界,充满了令人兴奋的大气特征。

  这张天王星的照片是由韦伯的近红外相机(NIRCam)拍摄的,显示了罗盘箭头、比尺和供参考的色键。北面和东面的罗盘箭头表示图像在天空中的方向。请注意,天空中北方和东方之间的关系(从下面看)相对于地面地图上的方向箭头(从上面看)是翻转的。比例尺标为16角秒。比尺的长度大约是图像总宽度的七分之一。这幅图像显示了不可见的近红外波长的光,这些光被转换成可见光的颜色。彩色键显示在收集光线时使用了NIRCam滤光片。每个滤光片名称的颜色是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。来源:NASA, ESA, CSA, STScI

  大气现象和季节更改部分

  其中最引人注目的是地球季节性的北极云帽。与今年早些时候韦伯拍摄的图像相比,在这些新图像中,云帽的一些细节更容易看到。这些包括明亮的白色内帽和极帽底部朝低纬度方向的深色通道。

  几个明亮的风暴也可以在极帽南部边界附近和下方看到。这些风暴的数量,它们在天王星大气中出现的频率和位置,可能是由于季节和气象影响的结合。

  当地球的极点开始指向太阳时,极帽似乎变得更加突出,因为它接近至日并接受更多的阳光。天王星将在2028年到达下一个至点,天文学家们渴望观察这些特征结构的任何可能变化。韦伯将帮助解开影响天王星风暴的季节和气象效应,这对帮助天文学家了解这颗行星复杂的大气层至关重要。

  天王星的独特倾斜和未来的研究

  因为天王星以大约98度的倾斜度自转,所以它有太阳系中最极端的季节。在每个天王星年的近四分之一的时间里,太阳照射在地球的一极,使地球的另一半进入长达21年的黑暗冬季。

  凭借韦伯无与伦比的红外分辨率和灵敏度,天文学家现在以突破性的新清晰度看到天王星及其独特的特征。这些细节,尤其是靠近泽塔环的细节,对于计划任何未来的天王星任务都是无价的。

  天王星:系外行星研究的代表

  天王星也可以作为研究近2000个类似大小的系外行星的代理,这些系外行星是在过去几十年里发现的。这颗“我们后院的系外行星”可以帮助天文学家了解这种大小的行星是如何工作的,它们的气象是什么样的,以及它们是如何形成的。这反过来又可以帮助我们把太阳系放在一个更大的背景下,作为一个整体来理解太阳系。

  詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团,放眼其他恒星周围的遥远世界,探索宇宙的神秘结构和起源,以及我们在其中的位置。韦伯是一个国际化的人美国国家航空航天局(NASA)及其合作伙伴欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(Canadian Space Agency)共同领导了这一项目。

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