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天王星和海王星的真實顏色是什麽

2024-01-16科學

天王星和海王星是太陽系中的冰巨行星,它們有許多相似之處。一眼看去,它們的主要區別一直是它們的顏色——當然,它們都是在藍色光譜上,但海藍色的天王星明顯比深藍色的海王星蒼白。事實證明,這種對比是由影像處理造成的。肉眼看過去,它們看起來並沒有那麽不同。

如果把天王星和海王星的影像進行重新處理,使其符合我們的眼睛所看到的顏色,那它們之間的差異就不會那麽大。照相機的工作原理並不像我們的眼睛。望遠鏡和宇宙飛船上的成像系統都有濾光片,可以用來突出某些特征。

瞬間的旅行者2號是迄今為止唯一飛越這兩顆行星的飛船,它拍攝了單色影像,而後這些影像經過重新處理成為了我們在過去幾十年裏看到的樣子。科學家們知道,處理後的天王星和海王星的影像並不是它們真實的顏色。哈柏望遠鏡拍攝的這兩顆行星的影像(也不是真實的顏色)顯示它們之間的色調比瞬間的旅行者2號拍攝的影像更接近。但是建立真實的彩色影像並不是一件簡單的事情。

牛津大學的派屈克·厄文教授在一份聲明中表示:「盡管我們熟悉的瞬間的旅行者2號拍攝的天王星影像更接近‘真實’顏色,但實際上海王星的影像經過拉伸和增強,因此被人為地過於藍色。盡管當時行星科學家知道影像經過人為增強的顏色訊息,也釋出了相關說明,但這一區別隨著時間的推移而逐漸被人們忽略了。」派屈克·厄文教授說:「透過將我們的模型套用於原始數據,我們已經能夠重塑出迄今為止對海王星和天王星顏色最準確的描述。」

得益於哈柏望遠鏡和歐洲南方天文台非常大望遠鏡上的多單元光譜探測器(MUSE)的觀測,他們才能夠得到真實的顏色。這些儀器收集了來自這些行星的光譜,並用它來使旅行者的影像更貼近我們自己的視覺器官。

海王星的顏色比天王星略微藍一些,這是由於大氣中的霧層較薄。另一方面,天王星的顏色在它獨特的季節裏從綠色變成了藍色。這顆行星繞著太陽軌域執行時,因為曾經發生過一次重大碰撞,使得它的軌域大致處於側傾狀態,所以它的季節從一個極點朝向太陽,然後到達赤道區域,最後又轉向另一個極點。在至暑點,當太陽位於任一極點上空時,這顆行星會變得略微綠色。

研究團隊認為,甲烷冰粒子的一層霧和極點缺乏甲烷可能解釋了這種顏色差異。幾十年的觀測顯示出這顆行星圍繞太陽84年的執行周期中微妙的變化。

「這是第一項透過將定量模型與成像數據進行匹配,來解釋天王星顏色在其軌域執行中變化的研究。」派屈克·厄文教授補充道,「透過這種方式,我們已經證明天王星在至暑點更綠,是因為極地地區的甲烷含量減少,但同時也增加了明亮的、能夠產生散射的甲烷冰粒子的厚度。」

對南旋星協會(AURA)進行研究多年的海蒂·哈默爾博士表示:「人們長期以來誤解了海王星的顏色,以及天王星不尋常的顏色變化。這項全面的研究應該最終能夠消除這兩個問題。」

這項研究發表在【皇家天文學會月報】上。