大氣上部三氫陽離子的排放(h3+)已被用來研究木星,土星和天王星與周圍空間環境的全球尺度相互作用已有30多年了,揭示了。但是,儘管反复嘗試,並且與預測應該存在的模型相反,但這種離子在海王星中被證明難以捉摸。現在,使用NASA/ESA/CSA James Webb太空望遠鏡的觀察,天文學家已檢測到Neptune的三氫陽離子以及獨特的紅外Aurorae。
使用NASA/ESA Hubble空間望遠鏡和NASA/ESA/CSA James Webb空間望遠鏡的數據製作的複合圖像,顯示了Neptune上的Auroral活動(Cyan斑點)。圖片來源:NASA / ESA / CSA / Stsci / Heidi Hammel,Aura / Henrik Melin,Northumbria University / Leigh Fletcher,萊斯特大學 / Stefanie Milam,NASA-GSFC。
諾森比亞大學天文學家亨里克·梅林(Henrik Melin)及其同事說:“過去,天文學家看到了關於海王星的極光活動的誘人暗示。”
“然而,儘管對木星,土星和天王星的成功發現,但長期以來,對海王星的成像和證實,長期以來一直逃避天文學家。”
“海王星是在我們太陽系巨型行星上檢測到極光時缺少的難題。”
在研究中,作者分析了通過韋伯的近紅外光譜儀(NIRSPEC)2023年6月。
除了行星的圖像外,天文學家還獲得了一個光譜,以表徵組成並測量行星上層大氣的溫度(Ionosphere)。
他們發現一條非常突出的發射線,表示三氫陽離子的存在。
天文學家說:“在海王星的韋伯圖像中,發光的極光似乎是在青色中代表的斑點。”
“在海王星上看到的極光活動與我們習慣於在地球上,甚至木星或土星看到的情況明顯不同。”
“海王星的Aurorae不僅局限於地球的北部和南部的波蘭人,而是位於地球的地理中部寬容中 - 想想南美位於地球上的位置。”
“這是由於NASA的Voyager 2在1989年發現的Neptune磁場的奇怪性質,該磁場最初在1989年被行星的旋轉軸傾斜了47度。”
“由於極光活動是基於磁場融合到行星大氣中的,海王星的極光遠非其旋轉桿。”
“對海王星極光的開創性檢測將有助於我們了解海王星的磁場如何與從太陽流到我們太陽系的遙遠的顆粒相互作用,這是冰巨大大氣科學中的全新窗口。”
自Voyager 2的Flyby以來,研究人員還能夠首次測量Neptune大氣頂部的溫度。
他們的結果暗示了為什麼Neptune的Aurorae持續了這麼長的天文學家:Neptune的上層大氣已經降溫了數百度。
多年來,天文學家已經根據Voyager 2記錄的溫度預測了海王星極光的強度。
這位科學家說:“溫度較冷將導致極度淡淡的極光。”
“這種寒冷的溫度可能是海王星的Aurorae持續很長時間未被發現的原因。”
“戲劇性的冷卻還表明,即使地球距離太陽相比,大氣區域也會發生很大變化。”
這結果今天出現在日記中自然天文學。
_____
H. Melin等。發現h3+和JWST在海王星的紅外Aurorae。納特·阿斯特隆,2025年3月26日在線發布; doi:10.1038/s41550-025-02507-9