天王星而海王星是太陽系所有行星中最像雙胞胎的。它們的尺寸和質量幾乎相同，成分和結構相似，甚至旋轉速度也相似。
這使得一個明顯的差異非常令人困惑。海王星是迷人的天藍色，可見的旋轉風暴。天王星更像是一種毫無特色、精緻的淡青色。如果這兩顆行星如此相似，那麼它們基於甲烷的藍色有何不同？
新研究，上傳到預印本伺服器 arXiv並等待著同儕評審，聲稱已經找到答案。由英國牛津大學行星物理學家帕特里克歐文領導的研究小組表示，一層擴展的霧霾稀釋了天王星的色調，導致天王星的顏色比更遠的雙胞胎天王星更蒼白。兄弟般的，不相同的。
根據我們對天王星和海王星的測量，這兩顆行星的結構非常相似。一個小的岩石核心被水、氨和甲烷冰的地函包圍著。其次，主要由氫氣、氦氣和甲烷組成的氣體氣氛；最後是高層大氣，包括雲頂。但這種氣氛並不均勻；相反，它被認為是分層的，就像太陽系中的其他大氣層一樣。
歐文和同事分析了這兩顆行星的可見光和近紅外線觀測結果，以產生大氣層的新模型。他們設法找到很好地複製觀測結果的模型，包括海王星上的風暴和天王星上較淺的陰影。
在他們的模型中，兩顆行星都有一層光化學薄霧。當來自太陽的紫外線輻射分解大氣中的氣溶膠顆粒，產生霧霾顆粒時，就會發生這種情況。這是一個常見的過程，見金星， 地球，土星,木星、矮行星冥王星和衛星泰坦和海衛一。
研究人員稱之為 Aerosol-2 層，在兩顆行星上，它似乎都是雲種子的來源，這些雲種子在下邊界凝結成甲烷冰，並在大氣層深處凝結成雪。在天王星上，這一層的不透明度似乎是海王星上的兩倍——這就是為什麼這兩顆行星看起來不同的原因。
「由於這些粒子被發現具有紫外線吸收性，這解釋了天王星觀測到的紫外線反射率較低，也解釋了為什麼天王星在人眼看來比海王星具有更淡的藍色，因為這些粒子被發現具有大致白色的可見反射率光譜，”研究人員在論文中寫道。
「海王星 Aerosol-2 層的較低不透明度也解釋了為什麼黑點……在海王星大氣中比在天王星大氣中更容易觀察到。”
Aerosol-2 層下方是較深的霧霾層，稱為 Aerosol-1，其中甲烷重新蒸發並重新沉積霧霾顆粒。然後這些霧霾顆粒凝結成硫化氫的亞微米晶體（即有臭味的化合物）。該區域的光譜特徵與冰和暗霧一致。
研究小組認為，這個 Aerosol-1 區域是在海王星上觀察到的斑點和條帶等黑暗特徵的起源地。如果海王星的 Aerosol-2 層更薄、更透明，那麼這些特徵就會更加明顯。
目前尚不清楚為什麼海王星的 Aerosol-2 層不像天王星那樣密集，但研究人員認為，海王星的大氣層可能比天王星更有效地透過降雪消除甲烷來清除霧霾。
研究人員表示，這些發現為進一步觀察研究提供了多種途徑。
「未來對天王星和海王星的觀測......可能有助於解決黑斑和暗區是否是由 Aerosol-1 層變暗或清除引起的問題，」他們寫道。 “我們希望這將成為未來工作的重點。”
該研究已上傳至預印本伺服器arXiv。
高度/時間：新科學家。
