海王星和天王星都是我们太阳系中的冰巨星，但它们呈现出不同的蓝色调。天王星是浅青色，而海王星则是更鲜艳的蓝色。美国宇航局的天文学家终于弄清楚了为什么这两颗相似的行星会有不同的色调。上周发表在《地球物理学研究杂志：行星》上的研究发现，积聚在行星大气中的霾粒子会使行星的外观变白，这或许可以解释天王星的浅色调。
理解颜色差异可以帮助天文学家更好地了解这两颗行星的环境。除了不同的蓝色调，这两颗行星有很多共同之处。它们都拥有相似的大气成分、质量和大小——每个都比地球大4倍（如果地球是一枚镍币，天王星和海王星将是垒球大小）。
由于天王星和海王星距离地球约20亿英里，要深入了解这两颗巨行星非常困难。而且，与目前正在收集数据的毅力号火星车不同，这些行星仅通过“旅行者2号”探测器近30年前的一次飞掠观测。为了填补这些空白，研究团队分析了从几个望远镜收集到的数据——双子座北望远镜、NASA红外望远镜设施和哈勃太空望远镜——并创建了一个大气模型来模拟海王星和天王星的大气。
先前对这两颗行星大气层的研究无法解释颜色差异，因为它们只关注海王星和天王星在特定波长下的外观。例如，两者大气层中都存在甲烷，甲烷会吸收阳光中的红光，反射蓝光。新模型使用了广泛的波长光谱来观测多个大气层。
“这是第一个能同时拟合从紫外线到近红外线波长范围内的反射阳光观测数据的模型，”该研究的首席作者、牛津大学行星物理学教授Patrick G.J. Irwin在NASA的一份新闻稿中说。“它也是第一个解释天王星和海王星之间可见颜色差异的模型。”
新模型显示，环绕天王星大气层的霾比海王星的更厚、更集中，这使得天王星看起来更浅。海王星只有一层薄薄的霾，其大气层比天王星更能有效地搅动霾中的甲烷颗粒，形成甲烷雪。换句话说，海王星在减少霾中的甲烷方面更有效，其形成的雪允许更多的蓝光在大气层中反射，从而产生了强烈的蓝色。
研究人员指出，如果两者大气层都没有霾，它们将呈现相同的蓝色调。“我们希望开发这个模型能帮助我们了解冰巨星大气层中的云和霾，”该研究的合著者、加州大学伯克利分校的天文学家Mike Wong在新闻稿中说。“解释天王星和海王星之间颜色差异是一个意想不到的收获！”
