IT之家 2 月 21 日消息,歐空局(ESA)于 2 月 19 日發布博文,稱由英國諾森比亞大學 Paola Tiranti 領導的國際天文學家團隊利用詹姆斯 · 韋布太空望遠鏡(JWST),首次成功繪制了天王星上層大氣的垂直結構圖,揭示了這顆冰巨行星的溫度和帶電粒子隨高度變化的規律。
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團隊使用韋布搭載的近紅外攝譜儀(NIRSpec),于 2025 年 1 月對天王星持續觀測 15 個小時,抓拍到了云層上方分子發出的微弱光芒。
這項發表于《地球物理研究快報》的研究,成功繪制了從云頂向上延伸至 5000 公里范圍內的溫度與離子密度分布圖,讓人類第一次能夠以三維視角審視這顆神秘的冰巨行星。
研究團隊深度解析數據,發現天王星大氣層內部的熱量與離子存在錯位分布。測量結果顯示,大氣溫度在 3000 至 4000 公里高度達到峰值,而離子密度則在約 1000 公里處達到最大值。
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此外,數據還顯示出明顯的縱向變化,這直接關聯到天王星復雜的磁場幾何結構,表明其大氣層動力學遠比此前預想的更為復雜。Tiranti 指出,天王星的磁軸與自轉軸存在顯著的偏離,導致其磁層呈現出獨特的“不對稱”特征。
Tiranti 強調,韋布望遠鏡的高精度數據讓科學家首次看清了天王星高層大氣的垂直結構。研究人員現在可以追蹤能量如何在大氣層中向上傳輸,并直觀地觀測到那個“歪斜”的磁場是如何具體影響大氣環境的。
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韋布的數據證實了一個令科學界關注的長期趨勢:天王星的上層大氣仍在持續冷卻。這一趨勢最早始于 20 世紀 90 年代初,而此次測得的平均溫度約為 426 開爾文(約 153 攝氏度)。
這一數值不僅低于地面望遠鏡的觀測記錄,也低于此前航天器掠過時測得的數據。這一發現為科學家理解冰巨行星的熱演化歷史提供了關鍵的定量依據。
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