彷彿精緻的、彩虹色的仙女在宇宙軌道上競速，海王星的光環在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 捕捉到的驚豔新景象中閃耀，這是迄今為止建造的最強大的外太空天文臺。這是自 1989 年旅行者 2 號飛掠以來獲得的最清晰的行星環影像，它揭示了許多前所未見的細節。
“對我來說，觀看 JWST 的新海王星影像就像與一位十年以上未見的朋友重逢——而且他們看起來棒極了，”美國宇航局戈達德太空飛行中心的 天體物理學家簡·裡格比在給大眾科學的電子郵件中寫道，她擔任該機構的 JWST 執行專案科學家。
在 2021 年聖誕節令人揪心的發射之後，該望遠鏡於今年 7 月開始全面執行，此後釋出了令人驚歎的星雲影像和可能“打破宇宙學”的古老星系的發現。但是，當 JWST 敏銳的紅外眼睛轉向我們太陽系的世界時，它們也正在開啟離我們家更近的新視野。
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例如，望遠鏡對海王星的觀測以前所未有的清晰度顯示了該行星稀薄的塵埃帶。歐洲航天局 (ESA) 高階科學顧問兼 JWST 科學工作組成員馬克·麥考格林說，這些塵埃帶顯示為明亮的、以冰為主的光環之間的模糊顆粒。
亞利桑那大學的天文學家瑪西婭·裡克有機會觀看新的海王星景象時，她說，“像往常一樣，我被我們所看到的景象驚呆了。”裡克目前是 JWST 主成像儀近紅外相機 (NIRCam) 的首席研究員，她回憶起多年前嘗試使用亞利桑那州基特峰的地面望遠鏡觀察海王星環。“由於光環非常薄且成團，我們基本上什麼也沒看到，”她說。“很高興看到它們如此清晰和容易地 [透過 JWST] 觀察到。”
在這張由 JWST 的 NIRCam 拍攝的影像中，數百個大小和形狀各異的背景星系與海王星系統一起出現。圖片來源：NASA、ESA、CSA 和 STScI
甲烷冰雲以明亮的條紋和斑點的形式出現在影像中，在來自距太陽約 28 億英里的海王星的微弱陽光下閃耀。這張 JWST 照片中還塞進了這顆行星 14 顆衛星中的 7 顆。最亮的是古怪的海衛一，這是一顆巨大的天然衛星，表面覆蓋著氮冰，可以反射大約 70% 的入射陽光。大多數行星衛星，包括海王星周圍的所有其他衛星，都與其行星宿主的自轉方向相同，但海衛一的軌道方向卻相反。這個軌道向研究人員表明，這個天體很可能是一個來自外太陽系的“移民”，很久以前被海王星的引力捕獲。
麥考格林說：“去測量海衛一的光譜將非常酷，因為它代表了一個來自更遠地方的天體。”
JWST 的紅外檢視還顯示了一條環繞赤道的細細發光帶，這可能是由於較溫暖的氣體流向海王星的中緯度地區，這是全球大氣環流不斷變化的模式的一部分。根據 ESA 新聞稿，這些特徵可能會驅動該行星的強風和風暴。
康奈爾大學天文學副教授妮可·劉易斯說：“真正讓我震驚的是海王星大氣層中存在的所有絢麗的雲層和風暴。”“海王星擁有太陽系中測得的最高風速，赤道附近的平均風速接近每小時 700 英里，而某些地方的峰值風速超過每小時 1,000 英里。”雖然劉易斯自己與 JWST 的合作將側重於太陽系以外的行星，但她稱這張新影像為“其動盪天氣的驚人快照”。
與旅行者 2 號不同，旅行者 2 號提供了海王星在某個時刻的快照，JWST 對海王星和太陽系其他居民的研究將持續到天文臺本身存在為止。麥考格林說，透過將這些以及未來的 JWST 影像與旅行者 2 號的影像進行比較，科學家們希望更多地瞭解該行星更長期的大氣變化，例如海王星的季節。由於這顆行星的軸線傾斜了 28 度角，因此它像地球一樣經歷了四季。但在海王星上，由於這個世界圍繞太陽的 164 個地球年的漫長旅程，每個季節持續約 40 年。這意味著這顆行星剛剛進入與旅行者 2 號飛掠時不同的季節，麥考格林說。
雖然海王星可能是新發布的快照中最耀眼的明珠，但放大的檢視顯示了“行星懸掛在太空中的一絲詩意”，麥考格林說，他指的是似乎環繞著這顆冰巨星的遙遠恆星和星系的背景。
JWST 距離地球近一百萬英里，並且配備了大量的成像工具，將繼續提供更深入、更清晰的宇宙和我們在宇宙中位置的景象。麥考格林說：“JWST，即使在短短幾個月內，也已經開始增加宇宙視角。”“但老實說，你還沒有看到任何東西。”