詹姆斯·韦伯望远镜发现巨大的极光在天王星大气层中滚动
JWST于2025年1月观测到天王星自转15小时，显示出靠近磁极的明亮极光条带（白色）。 （图片来源：uux.cn/ESA/Webb、NASA、CSA、STScI、P. Tiranti、H. Melin、M. Zamani（ESA/Webb））
（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（伊丽莎白·豪威尔）：科学家们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜刚刚首次绘制了天王星神秘的高层大气图，揭示了这颗行星神秘磁场和发光极光的奇异新特征。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）观测了天王星自转15小时（几乎是天王星一天），以进一步了解冰巨行星如何在大气层的上层分配能量，并研究行星极光的运作方式。
天王星的磁场在太阳系的大行星中独树一帜，其磁极相对于地理极倾斜了60度。这种倾斜产生了远远超出天王星极地的极光，这与地球上的极光不同。
为了了解更多，科学家们利用JWST研究了天王星的磁层——天王星周围由行星磁场主导的区域。
研究主导者、英国诺森比亚大学博士生保拉·蒂兰蒂在欧洲航天局（ESA）声明中表示：“天王星的磁层是太阳系中最奇特的之一。”“韦伯现在已经向我们展示了这些影响深入大气层的程度。”
天王星上的奇异光芒
欧洲航天局官员在声明中表示，JWST绘制了“迄今为止最详细的图景”，展示了天王星高层大气中粒子如何通过与太阳的相互作用被激发（电离）。这项于2月19日发表在《地球物理研究快报》期刊上的研究，旨在测量天王星云顶上方3100英里（5000公里）高处的离子温度和密度。
JWST显示，温度和密度并非在同一高度达到峰值。离子温度最高，约在2500至3100英里（4000至5000公里）之间，密度最高约600英里（1000公里）。ESA官员在声明中表示，这是因为行星磁场的“复杂几何形状”。
这种几何形状还在天王星磁极附近产生了两条明亮的极光带。然而，在极光带之间，离子密度和极光发射都出现了“消耗”——科学家们表示，这种效应很可能是由行星磁场线之间的转变引起的。木星高层大气的观测显示了类似的过渡区。
除了首次以三维方式绘制了天王星高层大气图外，JWST还证实了此前研究的发现，即自1990年代初以来，天王星的上层大气一直在稳步降温。望远镜显示天王星大气的平均温度约为307华氏度（153摄氏度），低于其他航天器和地面望远镜的温度测量。
蒂兰蒂说：“通过如此详细地揭示天王星的垂直结构，韦伯帮助我们理解冰巨人的能量平衡。”“这是刻画太阳系外巨行星的关键一步。”
