海王星的夏天是“冬天”？

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作者：COLIN STUART

翻譯：楊欣冉

編排：王招君

後臺：胡永葳 李子琦 李鳴晨

原文連結：

www。skyandtelescope。com/observing/this-weeks-sky-at-a-glance-september-28-october-6/

儘管海王星正在步入夏季，但實際上，它卻正在降溫——兩極則是例外，它們正在神秘的變暖。

旅行者2號拍攝的海王星，攝於1989年8月。

圖源：NASA/JPL-Caltech/Kevin M。 Gill

天文學家驚奇地發現，儘管目前正值初夏，海王星卻變得越來越冷。

一個由英國萊斯特大學的空間科學家領導的團隊，綜合了近20年來六個不同天文臺獲得的所有關於海王星的熱紅外資料。該資料集包括來自世界上一些最大的望遠鏡的影象，如歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡和美國夏威夷凱克天文臺。並且，他們還使用了來自美國宇航局斯皮策空間望遠鏡的光譜資料。

該團隊在《行星科學》雜誌發表的文章中得出結論，自2003年以來，海王星平流層（位於活躍天氣層之上的區域）的平均溫度已經下降了8℃。

“

來自美國宇航局噴氣推進實驗室的團隊成員Glenn Orton說：“我們的資料只覆蓋了海王星不到一半的季節，所以沒有人期望看到巨大而迅速的變化。”地球上的四季每三個月變化一次，而海王星繞太陽一週需要165年，所以每一季都會持續四十多年。

更意外的是，海王星的一個區域與其整體降溫趨勢相反。最近在夏威夷莫納克亞山上的雙子座北天文臺和斯巴魯天文臺進行的觀測顯示，在2019年至2020年期間，海王星南極上空的平流層升溫了11℃。這是天文學家第一次在海王星觀測到極地變暖。

觀測海王星紅外亮度的變化是海王星大氣溫度的測量方法。該圖顯示了來自海王星平流層的紅外亮度隨時間的相對變化，這些影象是由地面望遠鏡拍攝的。影象越亮意味著越溫暖。相應的波長為12微米的紅外影象（上圖）顯示了海王星在2006年、2009年、2018年和2020年的樣子。就在過去的幾年裡，南極似乎已經顯著變暖。

圖源：Michael Roman / NASA / JPL / Voyager-ISS / Justin Cowart

大氣物理學家Karen Aplin（來自英國布里斯托爾大學）沒有參與這項研究，她認為這些發現很合理。她說：“他們的方法看起來很嚴謹，而且重要的是，他們從不同的望遠鏡以不同方式獲得的不同觀測結果可以得出大概一致的結論。”

現在的挑戰是理解導致這些意想不到的變化的原因。“它們可能與海王星大氣化學的季節變化有關，這可以改變大氣降溫的有效程度，”萊斯特大學的團隊成員Michael Roman談到，“而天氣模式的隨機變化，甚至對11年太陽活動週期的反應，也可能有影響。”

研究小組發現，太陽活動、平流層溫度和海王星上可見的亮雲數量之間存在初步的相關性。

多虧了最近發射的詹姆斯韋布空間望遠鏡，我們不必等太久就能看到更深入的影象。它計劃在今年晚些時候觀測海王星，由同樣來自萊斯特大學的團隊成員Leigh Fletcher領導。

哈勃望遠鏡在可見光（中間） 和紅外波長（右）觀測到的海王星。從夏威夷莫納克亞山上的昴星團望遠鏡拍攝的紅外影象顯示，海王星南極比以往任何時候都要溫暖。韋布空間望遠鏡也會採取紅外線資料，它將揭示關於海王星的溫度和化學成分的更多的細節。

圖源：Michael Roman / NASA / ESA / STScI / M。H。 Wong / L。A。 Sromovsky / P。M。 Fry

Fletcher表示：“空間望遠鏡中紅外線儀器MIRI的靈敏度非常高，它將提供前所末有的海王星大氣層化學和溫度的新地圖，有助於我們更好地識別這些最近的變化的本質。”

然而，即使是韋布的觀測也不能取代近距離的行星研究。“從長遠來看，對冰巨星的探索將為了解導致這種變化的大氣過程提供巨大的幫助。”畢竟，我們只去過海王星一次，那是1989年8月旅行者2號的一次短暫飛掠。

在更廣闊的背景下，掌握像海王星這樣寒冷世界的大氣物理特性變得尤為重要。Aplin說：“隨著太陽系外行星冰巨星的發現，瞭解大陽系中冰巨星的起源、演化和形態變得更加重要。”

自開始觀測海王星至今，它的繞日執行之旅連一半都沒走完。能夠獲得的觀測資料自然堪稱貧乏。顯然，對於這顆太陽系最外層的行星，我們還有很多需要了解的地方。不知在韋布望遠鏡加入對其的觀測之後，能否帶來一些新的發現？讓我們拭目以待。

牧夫新媒體編輯部

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