天王星環在史詩般的JWST照片中閃耀

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡捕捉到今年第二次天王星及其明亮光環的景象

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它們可能不是“聖誕節十二天”中的金戒指,但天王星及其光環在這張來自詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的驚人肖像中顯得光彩奪目。

這是JWST今年捕捉到的第二張天王星影像。第一張影像於4月釋出,是由在1.4和3.0微米的紅外波長下拍攝的影像組成的雙色照片。這張新影像增加了額外的波長,特別是2.1和4.6微米,從而更全面地概述了來自太陽的第七顆行星。

然而,新的JWST天王星影像不僅僅顯示了這顆行星。天王星上述的光環在紅外光下閃耀,JWST的光學器件甚至分辨出了難以捉摸的、彌散的內Zeta環。天王星的許多27顆衛星也得到了展示;裁剪後的檢視顯示了天王星的一些較小、較暗的衛星,包括一些嵌入在環中的衛星,而更寬的檢視則顯示了天王星的五顆大型衛星:艾瑞爾、米蘭達、天衛三、天衛四和天衛五。


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這些新影像中額外的細節財富使天王星的北極冠成為焦點。與由固態冰構成的地球火星的極冠不同,天王星是一個氣態世界,其極冠是懸浮在其大氣層高處的朦朧氣溶膠光環。

JWST的新影像顯示,天王星的北極冠幾乎直接面向我們(因此也面向太陽),其中心有一個亮點和一個暗色環,這兩者之前都在紅外線和無線電波長觀測中被觀察到,但從未如此清晰。新的JWST中看到的亮點是白色的,比周圍環境更溫暖,並且是一個巨大的旋風渦流的中心。

明亮的風暴也清晰可見地在其極冠周圍肆虐,據信至少部分是由季節性變化引起的。天王星是一顆非常奇怪的行星,因為出於未知的原因,它側臥著繞太陽旋轉,相對於黃道面(其他行星軌道的平面)傾斜了98度。我們看到的不是其“位於行星頂部”的極點,而是正面看到的極點,這帶來了獨特的氣候條件,天文學家渴望在JWST上見證,以迎接天王星北半球夏至的到來,夏至將在2028年到來。

正是在夏至,行星極冠中的天氣變得最為活躍。天王星的傾斜意味著,大約四分之一的天王星年(相當於地球上的84年),一個極點處於持續的白天,而另一個極點則處於持久的夜晚。現在北極正對著我們,但在2070年,將輪到天王星的南極沐浴在這種距離太陽如此遙遠的地方(29.6億公里/18.3億英里)所能享受到的“夏季”陽光中。

現在回想起來似乎很奇怪,早在1986年,當NASA的旅行者2號任務飛掠過這顆冰巨星時,普遍的共識是,藍綠色的天王星看起來有點無聊,其平淡的大氣層令人失望,此前人們已經在木星土星上看到了豐富多彩的大氣動盪。行星科學家們幾乎沒有意識到,在紅外波長下,這使我們能夠觀察到無特徵的霧霾之下,天王星有很多活動,正如JWST的先進視覺所顯示的那樣。

除了為試圖弄清天王星大氣層如何運作的行星科學家提供迄今為止最好的資料外,這些觀測結果還將對磨練未來天王星任務要提出的科學問題至關重要。

最近的行星科學和天體生物學十年調查強調了天王星任務是其首要優先事項。軌道對齊意味著,一項需要十多年才能到達天王星的任務,需要在2030年之前發射;行星科學家仍在緊張地等待NASA的批准。

在那個時候到來之前,我們只能滿足於JWST提供的非凡影像了。

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