冰巨行星天王星在新的 JWST 图像中展示了它众多的光环

这颗第七颗行星拥有 13 个已知的光环和一个独特的极冠。
Pale blue Uranus with clearly detailed rings captured by NASA's James Webb Space Telescope
这张由韦伯望远镜的近红外相机 (NIRCam) 拍摄的、经过放大的天王星图像,揭示了这颗行星光环的惊人景象。科学:NASA、ESA、CSA、STScI。图像处理:Joseph DePasquale (STScI)

继 2022 年 9 月发布海王星光环的图像后,詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 又拍摄了这张冰巨行星天王星的新图像。这张从太阳算起的第七颗行星的新视图拍摄于 2 月 6 日,并于 4 月 6 日公开发布。它展示了天王星的光环及其大气层中的一些明亮特征。

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这张图像使用 NIRCam 以 12 分钟的短曝光时间拍摄,并结合了两个滤镜的数据,一个显示为蓝色,一个显示为橙色。天王星通常自然呈现蓝色。

在这颗行星已知的 13 个光环中,有 11 个在图像中可见。据 NASA 称,其中一些光环非常明亮,以至于当它们在 JWST 观测时靠得很近时,它们看起来会融合成一个更大的光环。九个被归类为行星的主光环,两个是更暗的尘埃光环。这些尘埃光环仅在 1986 年旅行者 2 号探测器飞掠该行星时以及在 2000 年代初期的凯克天文台先进自适应光学设备中被成像过。科学家们预计,未来的图像还将揭示哈勃太空望远镜于 2007 年发现的另外两个更暗的外层光环。

A wide view of the Uranian system with JWST's NIRCam instrument features the planet Uranus as well as six of its 27 known moons (most of which are too small and faint to be seen in this short exposure). A handful of background objects, including many galaxies, are also seen.
这张由 JWST 的 NIRCam 器件拍摄的、更宽广的天王星系视图,展示了天王星以及其 27 颗已知卫星中的六颗(其中大部分在这短暂的曝光中过于微小和暗淡而无法看到)。还可以看到一些背景物体,包括许多星系。鸣谢:科学:NASA、ESA、CSA、STScI 图像处理:Joseph DePasquale (STScI)。

新图像还捕捉到了天王星 27 颗已知卫星中的许多颗。许多卫星过于微小和暗淡而无法在此图像中看到,但在广域视图中可以看到六颗。天王星因其内部的化学成分而被归类为冰巨星。据信天王星的大部分质量是位于一个小型岩石核心上方的、炽热、致密的水、甲烷和氨的流体。

在我们太阳系的所有行星中,天王星的自转方式很独特。它以大约 90 度的角度侧向自转,这导致了极端的季节。该行星的极地会经历多年持续的阳光照射,然后是同样年数的完全黑暗。这颗行星需要 84 年才能绕太阳运行一周,其北极目前正处于晚春。天王星的下一个北夏要到 2028 年才会到来。

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天王星在行星的右侧还有一个独特的极冠。它表现为朝向太阳的极地处的光亮增强,似乎在极地进入夏季的直射阳光时出现,并在秋季消失。预计 JWST 的数据将帮助科学家们了解这一机制背后的原因,并且已经注意到极冠中心有轻微的光亮增强。NASA 认为,JWST 的近红外相机 NIRCam 对长波长的敏感性可能是它们能够看到这一增强的天王星极地特征的原因,因为其他强大的望远镜并未如此清晰地看到它。

此外,极冠的边缘有一个明亮的云层,行星的左侧边缘也可见一个。JWST 团队认为,这些云层很可能与风暴活动有关。

在国家科学院、工程和医学院在其 2023-2033 年行星科学和天体生物学十年调查中将天王星科学列为优先事项之后,多个航天机构目前正在进行更多的成像和对该行星的进一步研究。这项为期 10 年的研究可能会包括对土星卫星的研究以及向天王星发送探测器。

亚利桑那大学行星科学家、月球和行星实验室主任 Mark Marley 去年告诉《Popular Science》:“向天王星发送一个旗舰任务很有意义”,因为天王星和海王星“是相对未被探索的世界”。Marley 还称未来的研究是“清醒的”,并表示了解更多关于天王星的知识将有助于科学家们理解我们太阳系的形成,甚至一些系外行星的形成。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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