几十年来，拍摄的海王星图像呈现出深蓝色调，而天王星则更偏绿色。然而，这两颗冰巨星的真实颜色可能比天文学家之前认为的要相似得多。根据 1 月 5 日发表在《皇家天文学会月刊》上的一项研究，我们太阳系中最遥远行星的真实颜色可能都是相似的淡绿色蓝色调。
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图像与现实
美国宇航局的旅行者2号任务仍然是唯一一次飞掠这两颗冰巨星的探测器任务。它为我们提供了这些遥远行星的第一批详细图像。旅行者2号于 1986 年飞掠了天王星，图像显示这颗行星呈现出更淡的青色或蓝色。该探测器于 1989 年飞掠了海王星，图像显示这颗行星呈现出丰富的蓝色。
然而，天文学家们早已知道，大多数现代行星图像并不能准确反映它们的真实颜色。旅行者2号拍摄了每颗行星不同颜色的图像，然后将这些单色图像组合成复合图像。这些复合图像并不总是准确平衡的，特别是对于被认为颜色过于蓝的海王星。早期旅行者号海王星图像的对比度也被大大增强，以更好地显示行星上的云层和风。
“虽然熟悉的旅行者2号天王星图像发布的颜色更接近‘真实’颜色，但海王星的图像实际上被拉伸和增强了，因此人为地使其过于蓝色，”该研究的合著者、牛津大学天文学家 Patrick Irwin 在一份声明中说。“尽管当时行星科学家们都知道这种人为饱和的颜色——并且发布图像时附有说明——但这种区别随着时间的推移已经丢失了。”
创建更准确的视图
在这项新的研究中，研究小组使用了来自哈勃太空望远镜的太空望远镜成像光谱仪 (STIS) 和欧洲南方天文台的甚大望远镜的多单元光谱探测器 (MUSE) 的数据。
使用 STIS 和 MUSE，每个像素都是一个连续的光谱，因此可以更清晰地处理它们的观测数据，以确定行星的更准确颜色，而不是滤镜所看到的颜色。
该团队使用这些数据重新平衡了旅行者2号机载相机和哈勃太空望远镜的广角相机3记录的复合彩色图像。重新平衡后发现，天王星和海王星实际上都呈现出相似的淡绿色蓝色调。海王星略带一丝蓝色，模型显示这是因为行星上有一层薄薄的雾。
天王星颜色的变化
这项研究还可能解释了为什么天王星在其长达 84 年的绕日轨道上颜色会略有变化。研究小组首先将天王星的图像与 1950 年至 2016 年间亚利桑那州洛厄尔天文台测量的蓝绿波长下的亮度进行了比较。这些测量数据显示，在夏至和冬至期间，当天王星的极点朝向太阳时，它看起来会更绿一些。然而，在分点时——当太阳位于行星赤道上方时——它似乎呈现出更蓝的色调。
造成颜色变化的一个已知原因是天王星极不寻常的自转。这颗行星在轨道运行时几乎是侧躺着旋转，所以它的南北极在至日点时几乎直接指向太阳和地球。根据作者的说法，天王星极点反射率的任何变化都会对其从地球上看到的整体亮度产生重大影响。天文学家们不清楚的是这种反射率如何以及为什么会不同。研究小组开发了一个模型，将天王星极地地区的颜色带与其赤道地区的颜色带进行了比较。
他们发现极地地区的绿色和红色波长反射率高于蓝色波长。天王星在这些波长下的反射率更高，部分原因是气态甲烷会吸收红色，而且极地附近的甲烷含量大约是赤道的一半。
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然而，这不足以完全解释颜色变化，因此研究人员在模型中添加了一个新的变量，即一种“帽子”状的逐渐增厚的冰雾，这在天王星从分点过渡到夏至时曾被观察到。他们认为这种雾很可能由甲烷冰颗粒组成。
在模型中模拟了这种极移后，冰颗粒进一步增加了行星极地的绿色和红色波长反射率，这解释了为什么天王星在至日点时看起来更绿，因为极地甲烷含量较低，并且甲烷冰颗粒的厚度增加。
“海王星颜色的误解以及天王星不同寻常的颜色变化困扰了我们几十年，”天体大学研究协会 (Association of Universities for Research in Astronomy) 的 Heidi Hammel 在一份声明中说。“这项综合研究应该能最终解决这两个问题。” Hammel 并非这项新研究的作者。
填补公众对海王星的认知与其现实之间的差距，表明数据可以被操纵以展示行星的某些特征或增强可视化效果。
“从未有过欺骗的意图，”该研究的合著者、莱斯特大学行星科学家 Leigh Fletcher 在接受《纽约时报》采访时说。“但是，我们一直试图通过使图像在视觉上更具吸引力来讲述一个故事，以便人们能够以一种可能比模糊、灰色、无定形的一团更美好的方式来欣赏这些美丽的景象。”
