继 2022 年发布的海王星图像 之后,宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄了太阳系另一颗冰巨星天王星的惊人图像。这张新图片的特点是行星大气层中有戏剧性的光环和明亮的特征。韦伯数据表明该天文台对最微弱的尘埃环具有前所未有的灵敏度,只有其他两个设施对这些环进行过成像:1986 年飞越地球的航海者 2 号航天器和配备先进自适应光学系统的凯克天文台。

国家航空航天局的韦伯用天王星的新形象为另一个环状世界打分

作为太阳系的第七颗行星,天王星是独一无二的:它从侧面旋转,与轨道平面大约成 90 度角。这导致了极端的季节,因为地球的两极经历了多年持续的阳光照射,然后是相同年数的完全黑暗。(天王星绕太阳公转一圈需要 84 年。)目前,北极正值暮春,在这里可见;天王星的北部夏季将在 2028 年。相比之下,当航海者 2 号访问天王星时,南极正值夏季。南极现在位于地球的“黑暗面”,在视野之外,面对太空的黑暗。

这张来自韦伯近红外相机 (NIRCam) 的红外图像结合了来自两个 1.4 和 3.0 微米滤光片的数据,此处分别以蓝色和橙色显示。在生成的代表性彩色图像中,行星显示出蓝色调。

当航海者 2 号 观察天王星时,它的相机在可见光波段显示出一个几乎毫无特征的蓝绿色球体。凭借韦伯的红外波长和超高灵敏度,我们可以看到更多细节,展示天王星大气层的真正动态。

在地球的右侧,面对太阳的极点有一个变亮的区域,称为极冠。这种极帽是天王星独有的——它似乎在夏季极点进入阳光直射时出现,并在秋季消失;这些韦伯数据将帮助科学家了解目前神秘的机制。韦伯揭示了极冠的一个令人惊讶的方面:在极冠的中心有一个微妙的增强亮度。韦伯 NIRCam 的灵敏度和更长的波长可能是我们能够看到这种增强的天王星极地特征的原因,而其他强大的望远镜(如哈勃太空望远镜和凯克天文台)却无法清晰地看到 它 。

在极冠的边缘有一片明亮的云以及一些刚好超出极冠边缘的较暗的延伸特征,在行星的左翼可以看到第二个非常明亮的云。这种云在天王星的红外波长中是典型的,并且可能与风暴活动有关。

由于其内部的化学成分,这颗行星的特征是冰巨星。它的大部分质量被认为是一种由“冰”物质——水、甲烷和氨——组成的热而稠密的流体,位于一个小的岩石核心之上。

天王星有 13 个已知环,其中 11 个在这张韦伯图像中可见。这些环中的一些因韦伯环而变得如此明亮,以至于当它们靠得很近时,它们似乎会合并成一个更大的环。九个被归类为行星的主环,两个是较暗的尘埃环(例如最靠近行星的弥散 zeta 环),直到 1986 年航海者 2 号飞越时才被发现。科学家们预计未来的韦伯图像天王星将揭示哈勃望远镜 在 2007 年环平面交叉期间发现的两个微弱外环 。

韦伯还捕获了天王星 27 个已知卫星中的许多卫星(其中大部分太小太暗,无法在此处看到);最亮的六个在广角图像中被识别出来。这只是一张 12 分钟的短曝光天王星图像,只有两个滤镜。这只是韦伯在观察这颗神秘星球时所能做的事情的冰山一角。2022 年,国家科学院、工程院和医学院在其 2023-2033 年行星科学和天体生物学 十年调查中将天王星科学确定为优先事项。现在正在进行更多关于天王星的研究,并计划在韦伯的第一年科学行动中进行更多研究。