天王星，左，海王星，右。NASA/JPL-Caltech/B. 瓊森
海王星和天王星都是我們太陽系中的冰行星，但它們具有不同深淺的藍(lán)色。天王星是淡青色，而海王星是更鮮艷的藍(lán)色。美國宇航局的天文學(xué)家終于弄清楚了為什么這兩個相似的行星有不同的色調(diào)。上周發(fā)表在《地球物理研究雜志：行星》上的這項研究發(fā)現(xiàn)，積聚在行星大氣中的霧霾顆粒會使其外觀變白，這可以解釋天王星的蒼白。
了解顏色的差異可以幫助天文學(xué)家更好地了解這兩顆行星的環(huán)境。除了不同深淺的藍(lán)色外，這兩個世界還有很多共同點。它們都有相似的大氣組成、質(zhì)量和大小——每個都大約是地球的4 倍（如果地球是鎳，天王星和海王星將是棒球的大?。?/p>
由于天王星和海王星距離地球近20 億英里，因此了解這兩顆巨行星的來龍去脈是一項挑戰(zhàn)。而且，與毅力號火星車目前正在收集數(shù)據(jù)的火星不同，這些行星僅在近30 年前通過航海者 2 號宇宙飛船的飛越觀測到。為了填補空白，該團(tuán)隊分析了從雙子座北望遠(yuǎn)鏡、美國宇航局紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)施和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡等幾臺望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建了一個模擬海王星和天王星的大氣模型。
先前對兩顆行星大氣的研究無法解釋顏色的差異，因為他們只關(guān)注海王星和天王星在特定波長下的外觀。例如，甲烷存在于兩種大氣中，會吸收陽光中的紅色，反射藍(lán)光。新模型使用寬波長光譜來觀察多個大氣層。
該研究的主要作者、牛津大學(xué)行星物理學(xué)教授帕特里克·GJ·歐文在美國宇航局的新聞稿中說：“這是第一個同時適合觀測從紫外線到近紅外波長的反射太陽光的模型。 ” “這也是第一個解釋天王星和海王星之間可見顏色差異的方法?！?/p>
天王星和海王星的大氣層圖。霧霾的中間層是影響行星顏色的關(guān)鍵層。國際雙子座天文臺/NOIRLab/NSF/AURA, J. da Silva/NASA /JPL-Caltech /B. 瓊森
新模型顯示，天王星周圍的霧霾比海王星的大氣層更厚、更集中，導(dǎo)致天王星看起來更輕。海王星只有一層薄薄的朦朧層，它的大氣層比天王星更擅長在煙霧中攪動甲烷顆粒以制造甲烷雪。換句話說，海王星在減少霧霾中的甲烷方面更有效，它的雪可以讓更多的藍(lán)光在大氣中反射，從而產(chǎn)生強烈的藍(lán)色。
研究人員指出，如果兩顆行星都沒有霧霾，那么兩顆行星都會有相同的藍(lán)色陰影?！拔覀兿Ｍ_發(fā)這個模型能夠幫助我們了解冰巨星大氣中的云和霧霾，”研究的合著者、加州大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家 Mike Wong 在新聞稿中說。“解釋天王星和海王星的顏色差異是一個意外的收獲！”
