身形与构成像双胞胎,为什么海王星外观较蓝、天王星更苍白? – 十轮网-金沙软件免费下载

身为太阳系中距离太阳最远的2颗冰巨行星,天王星与海王星无论大小、质量还是大气条件都相似到仿佛双胞胎,但不用担心难辨别,因为它们有个极明显差异:海王星颜色比天王星还要湛蓝。最近,科学家揭开了两者颜色差异背后的原因。

1980年代nasa航海家2号太空船飞越天王星与海王星时,于可见光波段下发现海王星呈湛蓝外观,相对之下天王星呈较浅青蓝色,这令科学家困惑,因为天王星与海王星质量大小差不多(前者约地球15倍,后者约地球17倍),大气中的氢(占比都超过80%)、氦、甲烷等成分与比例也几乎相同,为何两者呈现明显不同的蓝?

过去科学家们曾提出,也许是海王星甲烷吸收大量红光所以看起来更蓝,但该说法无法解释含有更多甲烷的天王星为什么反而不那么蓝(天王星大气甲烷含量2.3%,海王星大气甲烷含量1.9%)。

在结合哈勃太空望远镜、irtf红外望远镜、北双子望远镜观测结果开发大气模型后,天文学家现在终于知道原因:天王星由于大气流动条件较迟缓、导致雾霾堆积,才使得天王星的蓝看起来比海王星更加“苍白”。

模型中,团队表示影响两者外观颜色的关键落在大气aerosol-2层,平常甲烷冰于此层凝结成甲烷雪落下,由于海王星大气比天王星更活跃动荡,因此更能搅动甲烷颗粒进而减少雾霾,假如海王星与天王星大气中都未积聚雾霾,那么两者外观就会呈现近乎相同的蓝色。

天王星是一个奇怪世界,它的自转轴倾斜角度高达97.77275°,几乎是“躺在”轨道平面上绕行太阳公转,这颗行星也没什么内部热量,因此具有太阳系所有行星中最冷的大气层。

科学家需要继续依靠地面望远镜与哈勃太空望远镜数据来研究这2颗冰巨行星,因为目前没有飞行器可以再走那么远以近距离观测。

不过nasa已建议推出专门调查天王星的下一代大型任务,届时观测结果或将彻底改变天文学家对冰巨星的认知。

新论文发布在《geophysical research: planets》期刊。

(首图来源:noirlab)

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