海王星消失的云層與太陽(yáng)周期有關(guān)

2025-11-22 21:04:50 分類：綜合 閱讀(4978)

（神秘的海王地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了海王星變化的云豐度和11年的太陽(yáng)周期之間的聯(lián)系，在太陽(yáng)周期中，星消太陽(yáng)糾纏磁場(chǎng)的云層有關(guān)太原外圍價(jià)格查詢（微信156-8194-*7106）太原外圍女價(jià)格多少消長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)著太陽(yáng)活動(dòng)。
這一發(fā)現(xiàn)是太陽(yáng)基于美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和夏威夷的W. M .凱克天文臺(tái)三十年來(lái)對(duì)海王星的觀測(cè)，以及來(lái)自加利福尼亞州利克天文臺(tái)的周期數(shù)據(jù)。

一系列八張海王星的圖像:四張?jiān)趫D像的上半部分，四張?jiān)趫D像的星消下半部分。這顆行星看起來(lái)像一個(gè)深藍(lán)色的云層有關(guān)球體，點(diǎn)綴著明亮的太陽(yáng)白色斑塊。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的周期這一系列圖像記錄了海王星上云層數(shù)量的消長(zhǎng)。這一長(zhǎng)串觀察表明，海王在太陽(yáng)周期的星消高峰之后，云的云層有關(guān)數(shù)量越來(lái)越多——太陽(yáng)的活動(dòng)水平在11年的時(shí)間里有節(jié)奏地上升和下降。化學(xué)變化是太陽(yáng)由光化學(xué)引起的，光化學(xué)發(fā)生在海王星的周期太原外圍價(jià)格查詢（微信156-8194-*7106）太原外圍女價(jià)格多少高層大氣中，形成云需要時(shí)間。1989年，美國(guó)宇航局的旅行者2號(hào)飛船首次提供了線性明亮云的特寫(xiě)圖像，讓人想起地球上的卷云，在海王星的大氣層中看到。它們形成于海王星大氣中的大部分甲烷之上，反射所有顏色的陽(yáng)光，這使得它們是白色的。哈勃每年持續(xù)觀察這顆行星，從旅行者號(hào)短暫飛越的地方繼續(xù)前進(jìn)。致謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局、歐空局、艾蘭迪·查韋斯(加州大學(xué)伯克利分校)、伊姆克·德·佩特(加州大學(xué)伯克利分校)
海王星和太陽(yáng)活動(dòng)之間的聯(lián)系令行星科學(xué)家感到驚訝，因?yàn)楹Ｍ跣鞘俏覀兲?yáng)系中最遠(yuǎn)的主要行星，接收的陽(yáng)光強(qiáng)度約為地球的0.1%。然而，海王星的全球多云天氣似乎是由太陽(yáng)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的，而不是地球的四季，每個(gè)季節(jié)持續(xù)約40年。
目前，在海王星上看到的云層覆蓋率極低，只有一些云層盤(pán)旋在這顆巨大行星的南極上空。一個(gè)由加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通常在冰冷巨人中緯度看到的豐富云量在2019年開(kāi)始消退。
“我很驚訝海王星上的云消失得如此之快，”加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)名譽(yù)教授兼該研究的高級(jí)作者Imke de Pater說(shuō)。“我們基本上看到云活動(dòng)在幾個(gè)月內(nèi)下降了，”她說(shuō)。
“即使是現(xiàn)在，四年后，我們?cè)谌ツ?月拍攝的最新圖像仍然顯示云層沒(méi)有回到以前的水平，”馬薩諸塞州劍橋市哈佛史密森尼天體物理中心(CfA)的研究生Erandi Chavez說(shuō)，她在加州大學(xué)伯克利分校讀本科天文學(xué)時(shí)領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。“這是非常令人興奮和意想不到的，特別是因?yàn)楹Ｍ跣且郧暗牡驮苹顒?dòng)期并不那么引人注目和持久。”
為了監(jiān)測(cè)海王星外觀的演變，查韋斯和她的團(tuán)隊(duì)分析了2002年至2022年拍攝的凱克天文臺(tái)圖像，1994年開(kāi)始的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡檔案觀測(cè)，以及2018年至2019年加州利克天文臺(tái)的數(shù)據(jù)。
近年來(lái)，凱克觀測(cè)得到了作為陰陽(yáng)魔界計(jì)劃和哈勃外行星大氣遺產(chǎn)(OPAL)計(jì)劃的一部分拍攝的圖像的補(bǔ)充。
這些圖像揭示了海王星云層季節(jié)性變化和太陽(yáng)周期之間的一種有趣模式——太陽(yáng)磁場(chǎng)每11年翻轉(zhuǎn)一次，因?yàn)樗兊酶褚粋€(gè)紗線球。這從太陽(yáng)黑子數(shù)量的增加和太陽(yáng)耀斑活動(dòng)的增加中可以明顯看出。隨著周期的進(jìn)展，太陽(yáng)的狂暴行為發(fā)展到最大，直到磁場(chǎng)下沉并反轉(zhuǎn)極性。然后太陽(yáng)落山到最低點(diǎn)，開(kāi)始另一個(gè)周期。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的這一系列圖像記錄了海王星上云層數(shù)量的消長(zhǎng)。這一組近30年的觀察表明，隨著太陽(yáng)周期的高峰——太陽(yáng)活動(dòng)水平在11年期間有節(jié)奏地上升和下降——云的數(shù)量越來(lái)越多。太陽(yáng)的紫外線輻射水平標(biāo)在縱軸上。從1994年到2022年的11年周期沿著底部繪制。沿著頂部的哈勃觀測(cè)清楚地顯示了云量和太陽(yáng)活動(dòng)峰值之間的相關(guān)性。化學(xué)變化是由光化學(xué)引起的，光化學(xué)發(fā)生在海王星的高層大氣中，形成云需要時(shí)間。致謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局、歐空局、LASP、Erandi Chavez(加州大學(xué)伯克利分校)、Imke de Pater(加州大學(xué)伯克利分校)
當(dāng)太陽(yáng)處于暴風(fēng)雨天氣時(shí)，更強(qiáng)烈的紫外線(UV)輻射淹沒(méi)了太陽(yáng)系。研究小組發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)活動(dòng)周期高峰兩年后，越來(lái)越多的云出現(xiàn)在海王星上。研究小組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，云層的數(shù)量和冰巨人反射陽(yáng)光的亮度之間存在正相關(guān)關(guān)系。
“這些非凡的數(shù)據(jù)給了我們迄今為止最有力的證據(jù)，證明海王星的云層覆蓋與太陽(yáng)周期相關(guān)，”德·佩特說(shuō)。“我們的發(fā)現(xiàn)支持這樣的理論，即當(dāng)太陽(yáng)的紫外線足夠強(qiáng)時(shí)，可能會(huì)引發(fā)產(chǎn)生海王星云的光化學(xué)反應(yīng)。”
科學(xué)家們通過(guò)觀察29年間海王星觀測(cè)記錄的2.5個(gè)周期的云活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)周期和海王星多云天氣模式之間的聯(lián)系。在此期間，行星的反射率在2002年增加，然后在2007年變暗。海王星在2015年再次變得明亮，然后在2020年變暗到有史以來(lái)觀測(cè)到的最低水平，這是大多數(shù)云消失的時(shí)候。
太陽(yáng)引起的海王星亮度的變化似乎與行星上云的來(lái)去相對(duì)同步。然而，在太陽(yáng)周期的高峰期和海王星上看到的大量云層之間有兩年的時(shí)間間隔。化學(xué)變化是由光化學(xué)作用引起的，光化學(xué)作用發(fā)生在海王星的高層大氣中，形成云需要時(shí)間。
“能夠使用地球上的望遠(yuǎn)鏡來(lái)研究距離我們超過(guò)25億英里的世界的氣候是一件令人著迷的事情，”凱克天文臺(tái)的天文學(xué)家兼該研究的合著者卡洛斯·阿爾瓦雷斯說(shuō)。“技術(shù)和觀測(cè)的進(jìn)步使我們能夠約束海王星的大氣模型，這是理解冰巨人氣候和太陽(yáng)周期之間相關(guān)性的關(guān)鍵。”
然而，還需要做更多的工作。例如，雖然紫外線陽(yáng)光的增加可能產(chǎn)生更多的云和薄霧，但它也可能使它們變暗，從而降低海王星的整體亮度。海王星上從深層大氣升起的風(fēng)暴會(huì)影響云層，但與光化學(xué)產(chǎn)生的云無(wú)關(guān)，因此可能會(huì)使與太陽(yáng)周期的相關(guān)性研究變得復(fù)雜。還需要繼續(xù)觀測(cè)海王星，看看目前幾乎沒(méi)有云的情況會(huì)持續(xù)多久。
研究小組繼續(xù)跟蹤海王星的云活動(dòng)。“我們?cè)谧罱膭P克圖像中看到了更多的云，這些圖像是在美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀察這顆行星的同時(shí)拍攝的；這些云特別是在北緯度和高海拔地區(qū)被看到，正如在過(guò)去大約兩年中觀測(cè)到的太陽(yáng)紫外線通量增加所預(yù)期的那樣，”de Pater說(shuō)。
來(lái)自哈勃、韋伯太空望遠(yuǎn)鏡、凱克天文臺(tái)和利克天文臺(tái)的綜合數(shù)據(jù)將有助于進(jìn)一步研究導(dǎo)致海王星動(dòng)態(tài)外觀的物理和化學(xué)，這反過(guò)來(lái)可能有助于加深天文學(xué)家對(duì)海王星和系外行星的了解，因?yàn)槲覀兲?yáng)系以外的許多行星被認(rèn)為具有類似海王星的質(zhì)量。
這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《伊卡洛斯》雜志上。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)宇航局和歐洲航天局之間的國(guó)際合作項(xiàng)目。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心負(fù)責(zé)管理這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。位于巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)負(fù)責(zé)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)操作。STScI由位于華盛頓特區(qū)的大學(xué)天文學(xué)研究協(xié)會(huì)為美國(guó)航天局運(yùn)作。