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(guó)宇航局的天文學(xué)家終于弄清楚了為什么這兩個(gè)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(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，積聚在行星大氣中的霧霾顆粒會(huì)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(gè)世界還有很多共同點(diǎn)。它們都有相似的大氣組成、質(zhì)量和大小——每個(gè)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(xiàng)挑戰(zhàn)。而且，與毅力號(hào)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(hào)宇宙飛船的飛越觀測(cè)到。為了填補(bǔ)空白，該團(tuán)隊(duì)分析了從雙子座北望遠(yuǎn)鏡、美國(guó)宇航局紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)施和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡等幾臺(tái)望遠(yuǎn)鏡收集的數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建了一個(gè)模擬海王星和天王星的大氣模型。
先前對(duì)兩顆行星大氣的研究無法解釋顏色的差異，因?yàn)樗麄冎魂P(guān)注海王星和天王星在特定波長(zhǎng)下的外觀。例如，甲烷存在于兩種大氣中，會(huì)吸收陽光中的紅色，反射藍(lán)光。新模型使用寬波長(zhǎng)光譜來觀察多個(gè)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(guó)宇航局的新聞稿中說：“這是第一個(gè)同時(shí)適合觀測(cè)從紫外線到近紅外波長(zhǎng)的反射太陽光的模型。 ” “這也是第一個(gè)解釋天王星和海王星之間可見顏色差異的方法。”
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(guó)際雙子座天文臺(tái)/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(zhǎng)在煙霧中攪動(dòng)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(qiáng)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(huì)有相同的藍(lán)色陰影?！拔覀兿Ｍ_發(fā)這個(gè)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?！敖忉屘焱跣呛秃Ｍ跣堑念伾町愂且粋€(gè)意外的收獲！”
