近日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海王星上大氣溫度的異常變化。自2003年，海王星南半球進(jìn)入夏季后，15年間全球平均溫度下降了8攝氏度，直到2018年其南極地區(qū)又開始急劇變暖，溫度上升11攝氏度。
與地球一樣，海王星在繞太陽運(yùn)行時(shí)也會(huì)經(jīng)歷季節(jié)變化。但由于距離太陽較遠(yuǎn)、公轉(zhuǎn)軌道更長，海王星的每一個(gè)季節(jié)能持續(xù)約40個(gè)地球年，海王星公轉(zhuǎn)周期約為164.8個(gè)地球年。自2005年以來，海王星的南半球一直處于夏季，科學(xué)家試圖探究南半球夏至過后氣溫是如何變化的。
此次，一個(gè)國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)在內(nèi)的多個(gè)天文望遠(yuǎn)鏡，在17年間追蹤海王星的大氣溫度。他們發(fā)現(xiàn)海王星的全球溫度在2003年至2018年出現(xiàn)較大幅度下降，隨后其南極又出現(xiàn)急劇變暖。相關(guān)成果已發(fā)表在《行星科學(xué)雜志》(The Planetary Science Journal)上。
“這種變化出乎意料，”論文主要作者、英國萊斯特大學(xué)博士后研究助理Michael Roman說道，“由于我們一直在觀察海王星南半球的初夏季節(jié)，我們預(yù)測(cè)溫度會(huì)慢慢變暖，而不是變冷。”
由于海王星距離地球約45億公里，平均溫度達(dá)到零下220攝氏度左右，非常寒冷，從地球上測(cè)量它的溫度并非易事。萊斯特大學(xué)教授、論文合著者Leigh Fletcher表示這類研究只有通過VLT等能夠清晰觀測(cè)到海王星的大型望遠(yuǎn)鏡所拍攝的紅外圖像才有可能完成。
前述團(tuán)隊(duì)使用熱成像儀測(cè)量海王星發(fā)射出的紅外光線以觀察其溫度變化。團(tuán)隊(duì)在17年里拍攝了近100張海王星的熱紅外圖像，并綜合了過去二十年多個(gè)天文望遠(yuǎn)鏡所收集到的海王星圖像。圖像數(shù)據(jù)表明，在過去的近20年間，盡管海王星的南半球已經(jīng)進(jìn)入夏天，但該星球大部分地區(qū)在逐漸變冷。
2003年至2018年，海王星的全球平均溫度下降了8攝氏度。2018年至2020年，海王星南極地區(qū)卻急劇變暖，溫度迅速上升了11攝氏度。盡管多年前，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)海王星南極存在溫暖的極地渦旋現(xiàn)象，但此前從未觀測(cè)到這一大幅度快速升溫現(xiàn)象。
團(tuán)隊(duì)所研究的圖像大約三分之一來自位于智利阿塔卡馬沙漠的歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)。該望遠(yuǎn)鏡的鏡面尺寸和高度使其具有極高的分辨率和數(shù)據(jù)質(zhì)量，可以提供最清晰的海王星圖像。該團(tuán)隊(duì)還使用了來自美國國家航空航天局斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡(SST)的數(shù)據(jù)，以及位于智利的雙子南座望遠(yuǎn)鏡(Gemini South)、位于夏威夷的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡(Subaru Telescope)、凱克望遠(yuǎn)鏡(Keck Telescope)和雙子北座望遠(yuǎn)鏡(Gemini Nouth)所拍攝的圖像。
科學(xué)家目前推測(cè)，海王星氣溫的異常變化可能是由于海王星平流層化學(xué)成分的變化，或者是一種隨機(jī)的天氣模式，或者是受到太陽活動(dòng)周期的影響。未來幾年，他們將需要進(jìn)行更多觀測(cè)，以探索確切原因。人類目前最大的太空望遠(yuǎn)鏡詹姆斯韋伯也將提供關(guān)于海王星大氣中化學(xué)成分與溫度的新圖像數(shù)據(jù)。
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