【文/觀察者網(wǎng) 陳思佳】當(dāng)?shù)貢r間3月26日，美國國家航空航天局（NASA）發(fā)表聲明稱，美國詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡首次拍攝到海王星的極光活動。過去幾十年里，天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)海王星上存在極光活動的跡象，但這是研究人員首次直接捕捉到海王星極光的圖像。

聲明稱，在2023年6月，NASA研究人員使用韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外光譜儀拍攝到了海王星的極光。哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的海王星彩色圖像與韋布望遠(yuǎn)鏡近紅外光譜儀的數(shù)據(jù)疊加后，可以看到代表海王星上極光活動的青色光斑。

根據(jù)韋布望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù)，研究人員在海王星的電離層中觀測到了三氫陽離子（H₃⁺），它可以在極光中產(chǎn)生。美國大學(xué)天文研究協(xié)會副主席海迪·哈梅爾（Heidi Hammel）解釋說，H₃⁺一直是木星、土星和天王星等氣態(tài)巨行星上存在極光活動的明確標(biāo)志。

哈梅爾表示：“我們預(yù)計在海王星上也能看到同樣的情況，因為我們已使用最好的地面設(shè)施研究了這顆行星。直到有了韋布望遠(yuǎn)鏡這樣的設(shè)備，我們才最終得到確認(rèn)?！?

左圖為哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的海王星，右圖為疊加了韋布望遠(yuǎn)鏡觀測數(shù)據(jù)的極光圖像 NASA

天文學(xué)家此前已成功在木星、土星和天王星上探測到極光，卻始終無法確認(rèn)到海王星的極光活動。NASA稱，美國“旅行者2號”探測器1989年飛掠海王星期間，曾在紫外線波段探測到極光活動的跡象，但研究人員一直沒能對海王星的極光進(jìn)行成像和確認(rèn)。

研究參與者、英國諾森比亞大學(xué)的亨里克·梅林（Henrik Melin）表示：“事實證明，只有使用韋布望遠(yuǎn)鏡的近紅外儀器，才能對海王星的極光活動進(jìn)行成像。我們不僅看到了極光，而且細(xì)節(jié)和清晰度令我感到震驚?！?

美國《紐約時報》指出，每個星球產(chǎn)生極光的方式有所不同，但基本原理是一致的：來自宇宙的高能粒子與大氣中的分子和原子碰撞，就會產(chǎn)生極光。不過，極光并不總是在可見光波段上發(fā)光，例如土星的極光主要發(fā)出紫外線，這需要使用適當(dāng)?shù)膬x器進(jìn)行觀測。

海王星的極光與人們常見的極光不同，不局限于這顆星球的南北兩極。NASA表示，海王星有著特殊的磁場分布，磁軸與自轉(zhuǎn)軸傾斜約47度，因此海王星的極光遠(yuǎn)離其南北兩極，主要分布在行星的中緯度地區(qū)。

韋布望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果還顯示，與1989年美國“旅行者2號”探測器飛越海王星時相比，海王星高層大氣的溫度已大幅下降。梅林說：“我們很驚訝，海王星高層大氣的溫度降低了好幾百度。事實上，2023年的溫度約為1989年的一半多。”

NASA指出，更低的大氣溫度將導(dǎo)致極光的亮度降低，這可能是天文學(xué)家一直沒能發(fā)現(xiàn)海王星極光的原因之一，因為天文學(xué)家一直按照“旅行者2號”記錄的數(shù)據(jù)預(yù)測海王星的極光強(qiáng)度。這一發(fā)現(xiàn)還表明，盡管海王星與太陽的距離是地日距離的30倍以上，大氣這一區(qū)域依然會發(fā)生顯著變化。

這項研究已于當(dāng)?shù)貢r間3月26日發(fā)表在期刊《自然-天文學(xué)》上。

NASA稱，基于對海王星極光的新發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家希望利用韋布望遠(yuǎn)鏡在一個完整的太陽周期內(nèi)研究海王星，以深入研究這顆行星的奇特磁場。

海王星是太陽系八大行星中距離太陽最遠(yuǎn)的行星，也是唯一通過數(shù)學(xué)預(yù)測發(fā)現(xiàn)的行星。這顆冰巨星與太陽的平均距離約為45億公里（約30天文單位），自轉(zhuǎn)周期約16小時，公轉(zhuǎn)周期約為165個地球年。迄今為止，只有美國“旅行者2號”探測器曾在1989年飛掠過海王星。

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