【CNMO科技消息】近日，天文學(xué)家借助詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），首次成功拍攝到海王星上的極光現(xiàn)象。盡管早在1989年，NASA的旅行者2號(hào)探測(cè)器就曾捕捉到海王星可能存在極光的跡象，但由于技術(shù)限制，一直未能直接成像。而如今，韋布望遠(yuǎn)鏡憑借其近紅外觀測(cè)能力，揭開了這顆藍(lán)色巨行星上極光的神秘面紗。
一直以來，天文學(xué)家已在木星、土星和天王星上觀測(cè)到極光現(xiàn)象，但海王星的極光卻始終難以直接確認(rèn)。北英格蘭諾森比亞大學(xué)的Henrik Melin領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，利用JWST的近紅外光譜儀，終于在2023年6月取得突破性進(jìn)展。
Melin解釋道：“要真正拍攝到海王星的極光，只有JWST的近紅外靈敏度才能做到?？吹竭@些極光的細(xì)節(jié)和清晰度，實(shí)在令人震驚。” 研究結(jié)果已發(fā)表在最新一期《自然》期刊上。
在光譜分析中，科學(xué)家們?cè)诤Ｍ跣谴髿鈱又袡z測(cè)到了三氫陽(yáng)離子（H3+），這一離子曾在其他氣態(tài)巨行星（木星、土星、天王星）的極光活動(dòng)中被發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是極光形成的重要標(biāo)志。NASA太陽(yáng)系觀測(cè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Heidi Hammel表示：“我們?cè)缫杨A(yù)測(cè)H3+也會(huì)出現(xiàn)在海王星，但過去的地面觀測(cè)設(shè)備始終無法確認(rèn)。這次，JWST終于給了我們一個(gè)確鑿的答案。”
盡管極光的形成機(jī)制與地球類似，即太陽(yáng)風(fēng)中的高能粒子與行星磁場(chǎng)和大氣相互作用，但海王星的極光活動(dòng)卻異常詭異。在地球上，極光主要出現(xiàn)在南北極地區(qū)，但JWST觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，海王星的極光卻出現(xiàn)在中緯度區(qū)域，大致相當(dāng)于地球上的南美洲。造成這種現(xiàn)象的原因，是海王星異常的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
NASA解釋稱：“旅行者2號(hào)早在1989年就發(fā)現(xiàn)，海王星的磁場(chǎng)相較其自轉(zhuǎn)軸傾斜47度。由于極光通常出現(xiàn)在磁場(chǎng)匯聚入大氣的地方，這也意味著海王星的極光遠(yuǎn)離其地理極點(diǎn)。”除了磁場(chǎng)分布特殊，海王星極光長(zhǎng)期“隱身”的另一個(gè)重要原因，是其上層大氣的溫度大幅下降。
科學(xué)家們預(yù)測(cè)，極光的強(qiáng)度應(yīng)與行星上層大氣的溫度有關(guān)，溫度越高，極光就越亮。然而，Melin的研究發(fā)現(xiàn)，自 旅行者2號(hào)在1989年探測(cè)海王星以來，這顆行星的上層大氣溫度已下降了數(shù)百度。這也加大了人們的探測(cè)難度。
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