天王星环在史诗般的JWST照片中闪耀

詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到今年第二次天王星及其明亮光环的景象

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它们可能不是“圣诞节十二天”中的金戒指,但天王星及其光环在这张来自詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的惊人肖像中显得光彩夺目。

这是JWST今年捕捉到的第二张天王星图像。第一张图像于4月发布,是由在1.4和3.0微米的红外波长下拍摄的图像组成的双色照片。这张新图像增加了额外的波长,特别是2.1和4.6微米,从而更全面地概述了来自太阳的第七颗行星。

然而,新的JWST天王星图像不仅仅显示了这颗行星。天王星上述的光环在红外光下闪耀,JWST的光学器件甚至分辨出了难以捉摸的、弥散的内Zeta环。天王星的许多27颗卫星也得到了展示;裁剪后的视图显示了天王星的一些较小、较暗的卫星,包括一些嵌入在环中的卫星,而更宽的视图则显示了天王星的五颗大型卫星:艾瑞尔、米兰达、天卫三、天卫四和天卫五。


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这些新图像中额外的细节财富使天王星的北极冠成为焦点。与由固态冰构成的地球火星的极冠不同,天王星是一个气态世界,其极冠是悬浮在其大气层高处的朦胧气溶胶光环。

JWST的新图像显示,天王星的北极冠几乎直接面向我们(因此也面向太阳),其中心有一个亮点和一个暗色环,这两者之前都在红外线和无线电波长观测中被观察到,但从未如此清晰。新的JWST中看到的亮点是白色的,比周围环境更温暖,并且是一个巨大的旋风涡流的中心。

明亮的风暴也清晰可见地在其极冠周围肆虐,据信至少部分是由季节性变化引起的。天王星是一颗非常奇怪的行星,因为出于未知的原因,它侧卧着绕太阳旋转,相对于黄道面(其他行星轨道的平面)倾斜了98度。我们看到的不是其“位于行星顶部”的极点,而是正面看到的极点,这带来了独特的气候条件,天文学家渴望在JWST上见证,以迎接天王星北半球夏至的到来,夏至将在2028年到来。

正是在夏至,行星极冠中的天气变得最为活跃。天王星的倾斜意味着,大约四分之一的天王星年(相当于地球上的84年),一个极点处于持续的白天,而另一个极点则处于持久的夜晚。现在北极正对着我们,但在2070年,将轮到天王星的南极沐浴在这种距离太阳如此遥远的地方(29.6亿公里/18.3亿英里)所能享受到的“夏季”阳光中。

现在回想起来似乎很奇怪,早在1986年,当NASA的旅行者2号任务飞掠过这颗冰巨星时,普遍的共识是,蓝绿色的天王星看起来有点无聊,其平淡的大气层令人失望,此前人们已经在木星土星上看到了丰富多彩的大气动荡。行星科学家们几乎没有意识到,在红外波长下,这使我们能够观察到无特征的雾霾之下,天王星有很多活动,正如JWST的先进视觉所显示的那样。

除了为试图弄清天王星大气层如何运作的行星科学家提供迄今为止最好的数据外,这些观测结果还将对磨练未来天王星任务要提出的科学问题至关重要。

最近的行星科学和天体生物学十年调查强调了天王星任务是其首要优先事项。轨道对齐意味着,一项需要十多年才能到达天王星的任务,需要在2030年之前发射;行星科学家仍在紧张地等待NASA的批准。

在那个时候到来之前,我们只能满足于JWST提供的非凡图像了。

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