* 旅行者2号于1989年8月拍摄到的海王星
一项新研究显示,太阳系最遥远的行星——海王星的温度正在发生非常奇怪的变化。
海王星绕太阳公转的距离是地球的30倍,因此它绕太阳公转需要很长的时间——大约是165个地球年,这也意味着海王星的每个季节都要持续40多个地球年。
现在,海王星的南半球正处于长达40年的盛夏之中,但由于某些科学家无法完全解释的原因,海王星的温度并没有真正变暖——至少没有以我们理解的方式逐渐变暖。
除了一次例外。一项汇集了17年以来海王星温度变化观测结果的研究数据显示,2003年至2018年期间,全球平均温度下降了约8摄氏度。
* 上图:海王星热红外亮度的变化
“这种变化是出乎我们意料的。”英国莱斯特大学的行星科学家迈克尔·罗曼说。“我们一直在观察海王星南半球初夏的温度变化,我们预计温度会慢慢变暖,而不是变冷。”
考虑到海王星离地球的距离之遥远,收集可靠的大气温度数据并不是一件容易的事情。
实际上,在21世纪之前,人们都不可能获取到这样的数据,因为直到新千年后,人类的太空望远镜才有了灵敏的红外测量功能。其中之一是安装在欧洲南方天文台大型望远镜(VLT)上的红外成像仪和光谱仪(VISIR),它可以根据红外光发射的水平推断温度。
为了研究海王星的红外辐射,罗曼和他的团队分析了近100个对这颗行星的热观测数据,其中许多是由VISIR捕捉到的,但也包括了来自美国宇航局斯皮策太空望远镜以及智利和夏威夷的众多地面望远镜的数据。
这些结果汇总了目前所有可用的海王星红外光谱地面成像数据,最终结果表明,海王星平流层的温度在研究期间的大部分时间都在冷却(尽管是处于夏季)——虽然2018年至2020年期间,大气在短短两年的时间里迅速升温了约11摄氏度。
至于为什么海王星的大气温度在夏季如此出人意料地波动,科学家们也不能完全确定,但研究人员认为背后的原因可能是因为大气化学的变化。
研究人员在论文中解释说:“虽然甲烷吸收阳光并使大气变暖,但光化学作用产生的碳氢化合物(主要是乙烷和乙炔)是强大的红外发射器,可以使平流层降温。”
“这种辐射加热和冷却之间的平衡,随着光化学碳氢化合物数量的变化而变化。”
在之前关于土星温度的研究中显示,大气云中化学物质的相互作用可能会影响它的温度,导致温度峰值出现在太阳最大照射之前,而海王星可能也发生着类似的情形。
研究人员写道:“尽管如此,考虑到海王星的轨道周期为165年,季节的转变都是非常漫长的——将在几十年内逐渐发生。”
“2018年至2020年期间观察到的快速变化似乎也证明着,海王星的大气中似乎正在发生其他反应。”
另一种解释是影响着大气云的组成的天气变化,比如海王星上看到的黑暗漩涡——这是我们仍在了解的另一个行星之谜。
研究人员认为,太阳变化因素也值得考虑。太阳活动周期带来的亮度变化可能以某种方式触发海王星大气的光化学变化,这可能再次解释了我们观测到的海王星温度波动。
唯一确定的是,我们需要更多的研究来弄清这些令人困惑的数据真相,来解开这个模糊、遥远的世界的最新谜团。
“海王星本身对我们很多人来说非常有趣,因为我们仍然对它知之甚少。”罗曼说,“我们需要详细解读复杂的海王星大气图,了解它是如何随时间变化的。”
(科幻世界 独家编译)
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