大气上部三氢阳离子的排放(h3+)已被用来研究木星,土星和天王星与周围空间环境的全球尺度相互作用已有30多年了,揭示了。但是,尽管反复尝试,并且与预测应该存在的模型相反,但这种离子在海王星中被证明难以捉摸。现在,使用NASA/ESA/CSA James Webb太空望远镜的观察,天文学家已检测到Neptune的三氢阳离子以及独特的红外Aurorae。
使用NASA/ESA Hubble空间望远镜和NASA/ESA/CSA James Webb空间望远镜的数据制作的复合图像,显示了Neptune上的Auroral活动(Cyan斑点)。图片来源:NASA / ESA / CSA / Stsci / Heidi Hammel,Aura / Henrik Melin,Northumbria University / Leigh Fletcher,莱斯特大学 / Stefanie Milam,NASA-GSFC。
诺森比亚大学天文学家亨里克·梅林(Henrik Melin)及其同事说:“过去,天文学家看到了关于海王星的极光活动的诱人暗示。”
“然而,尽管对木星,土星和天王星的成功发现,但长期以来,对海王星的成像和证实,长期以来一直逃避天文学家。”
“海王星是在我们太阳系巨型行星上检测到极光时缺少的难题。”
在研究中,作者分析了通过韦伯的近红外光谱仪(NIRSPEC)2023年6月。
除了行星的图像外,天文学家还获得了一个光谱,以表征组成并测量行星上层大气的温度(Ionosphere)。
他们发现一条非常突出的发射线,表示三氢阳离子的存在。
天文学家说:“在海王星的韦伯图像中,发光的极光似乎是在青色中代表的斑点。”
“在海王星上看到的极光活动与我们习惯于在地球上,甚至木星或土星看到的情况明显不同。”
“海王星的Aurorae不仅局限于地球的北部和南部的波兰人,而是位于地球的地理中部宽容中 - 想想南美位于地球上的位置。”
“这是由于NASA的Voyager 2在1989年发现的Neptune磁场的奇怪性质,该磁场最初在1989年被行星的旋转轴倾斜了47度。”
“由于极光活动是基于磁场融合到行星大气中的,海王星的极光远非其旋转杆。”
“对海王星极光的开创性检测将有助于我们了解海王星的磁场如何与从太阳流到我们太阳系的遥远的颗粒相互作用,这是冰巨大大气科学中的全新窗口。”
自Voyager 2的Flyby以来,研究人员还能够首次测量Neptune大气顶部的温度。
他们的结果暗示了为什么Neptune的Aurorae持续了这么长的天文学家:Neptune的上层大气已经降温了数百度。
多年来,天文学家已经根据Voyager 2记录的温度预测了海王星极光的强度。
这位科学家说:“温度较冷将导致极度淡淡的极光。”
“这种寒冷的温度可能是海王星的Aurorae持续很长时间未被发现的原因。”
“戏剧性的冷却还表明,即使地球距离太阳相比,大气区域也会发生很大变化。”
这结果今天出现在日记中自然天文学。
_____
H. Melin等。发现h3+和JWST在海王星的红外Aurorae。纳特·阿斯特隆,2025年3月26日在线发布; doi:10.1038/s41550-025-02507-9