【文/觀察者網(wǎng) 陳思佳】當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月26日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）發(fā)表聲明稱，美國(guó)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡首次拍攝到海王星的極光活動(dòng)。過(guò)去幾十年里，天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)海王星上存在極光活動(dòng)的跡象，但這是研究人員首次直接捕捉到海王星極光的圖像。

聲明稱，在2023年6月，NASA研究人員使用韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外光譜儀拍攝到了海王星的極光。哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的海王星彩色圖像與韋布望遠(yuǎn)鏡近紅外光譜儀的數(shù)據(jù)疊加后，可以看到代表海王星上極光活動(dòng)的青色光斑。

根據(jù)韋布望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究人員在海王星的電離層中觀測(cè)到了三氫陽(yáng)離子（H₃⁺），它可以在極光中產(chǎn)生。美國(guó)大學(xué)天文研究協(xié)會(huì)副主席海迪·哈梅爾（Heidi Hammel）解釋說(shuō)，H₃⁺一直是木星、土星和天王星等氣態(tài)巨行星上存在極光活動(dòng)的明確標(biāo)志。

哈梅爾表示：“我們預(yù)計(jì)在海王星上也能看到同樣的情況，因?yàn)槲覀円咽褂米詈玫牡孛嬖O(shè)施研究了這顆行星。直到有了韋布望遠(yuǎn)鏡這樣的設(shè)備，我們才最終得到確認(rèn)?！?

左圖為哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的海王星，右圖為疊加了韋布望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)的極光圖像 NASA

天文學(xué)家此前已成功在木星、土星和天王星上探測(cè)到極光，卻始終無(wú)法確認(rèn)到海王星的極光活動(dòng)。NASA稱，美國(guó)“旅行者2號(hào)”探測(cè)器1989年飛掠海王星期間，曾在紫外線波段探測(cè)到極光活動(dòng)的跡象，但研究人員一直沒(méi)能對(duì)海王星的極光進(jìn)行成像和確認(rèn)。

研究參與者、英國(guó)諾森比亞大學(xué)的亨里克·梅林（Henrik Melin）表示：“事實(shí)證明，只有使用韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外儀器，才能對(duì)海王星的極光活動(dòng)進(jìn)行成像。我們不僅看到了極光，而且細(xì)節(jié)和清晰度令我感到震驚?！?

美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》指出，每個(gè)星球產(chǎn)生極光的方式有所不同，但基本原理是一致的：來(lái)自宇宙的高能粒子與大氣中的分子和原子碰撞，就會(huì)產(chǎn)生極光。不過(guò)，極光并不總是在可見(jiàn)光波段上發(fā)光，例如土星的極光主要發(fā)出紫外線，這需要使用適當(dāng)?shù)膬x器進(jìn)行觀測(cè)。

海王星的極光與人們常見(jiàn)的極光不同，不局限于這顆星球的南北兩極。NASA表示，海王星有著特殊的磁場(chǎng)分布，磁軸與自轉(zhuǎn)軸傾斜約47度，因此海王星的極光遠(yuǎn)離其南北兩極，主要分布在行星的中緯度地區(qū)。

韋布望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果還顯示，與1989年美國(guó)“旅行者2號(hào)”探測(cè)器飛越海王星時(shí)相比，海王星高層大氣的溫度已大幅下降。梅林說(shuō)：“我們很驚訝，海王星高層大氣的溫度降低了好幾百度。事實(shí)上，2023年的溫度約為1989年的一半多?！?

NASA指出，更低的大氣溫度將導(dǎo)致極光的亮度降低，這可能是天文學(xué)家一直沒(méi)能發(fā)現(xiàn)海王星極光的原因之一，因?yàn)樘煳膶W(xué)家一直按照“旅行者2號(hào)”記錄的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)海王星的極光強(qiáng)度。這一發(fā)現(xiàn)還表明，盡管海王星與太陽(yáng)的距離是地日距離的30倍以上，大氣這一區(qū)域依然會(huì)發(fā)生顯著變化。

這項(xiàng)研究已于當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月26日發(fā)表在期刊《自然-天文學(xué)》上。

NASA稱，基于對(duì)海王星極光的新發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家希望利用韋布望遠(yuǎn)鏡在一個(gè)完整的太陽(yáng)周期內(nèi)研究海王星，以深入研究這顆行星的奇特磁場(chǎng)。

海王星是太陽(yáng)系八大行星中距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的行星，也是唯一通過(guò)數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)的行星。這顆冰巨星與太陽(yáng)的平均距離約為45億公里（約30天文單位），自轉(zhuǎn)周期約16小時(shí)，公轉(zhuǎn)周期約為165個(gè)地球年。迄今為止，只有美國(guó)“旅行者2號(hào)”探測(cè)器曾在1989年飛掠過(guò)海王星。

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