繼2022年發布海王星圖像之後，美國太空總署（NASA）的詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）拍攝了太陽系另一顆冰巨行星——天王星——的驚人圖像。這張新圖片的特點是行星大氣層中明亮、戲劇性的光環。

韋伯望遠鏡的數據表明它對最細微的塵埃環具有前所未有的敏感性，只有其它兩個設施曾經拍攝過這些環：1986年飛越天王星的旅行者2號（Voyager 2） 太空船，以及配備先進自適應光學系統的凱克天文台（Keck Observatory）。

天王星（Uranus）是一顆在太陽系中距太陽第七近的行星，其體積在太陽系中排名第三、質量排名第四。天王星很獨特，不像其它行星，它的自轉平面與公轉軌道平面大約成90度角。這導致了極端的季節，其兩極的白日會持續多年，然後則是多年的暗夜——天王星繞太陽公轉一圈需要84年。目前，其北極正值暮春，天王星北部的夏季將出現在2028年。當旅行者2號訪問天王星時，其南極正值夏季。南極現在則正處於「暗夜」。

這張來自韋伯望遠鏡的近紅外相機（NIRCam）的紅外圖像結合了來自兩個1.4 和3.0微米濾光片的數據，此處分別以藍色和橙色顯示。在這張彩色圖像中，天王星主要呈現藍色色調。

當旅行者2號觀察天王星時，其相機在可見光波段顯示出一個幾乎毫無特徵的藍綠色球體。憑藉韋伯的紅外波長和超高靈敏度，我們可以看到更多細節，展示天王星大氣層的真正動態。

在這張天王星圖像的右側，面對太陽的北極有一個變亮的區域，稱為極冠。這種極冠是天王星所獨有的——似乎在極點進入夏季陽光直射時出現，消失於秋季；預計新的韋伯望遠鏡數據將幫助科學家了解其神秘的機制。目前，韋伯揭示出極冠一個奇怪的方面：在極冠的中心有一個微妙的亮度增強。NIRCam的靈敏度和更長的波長使我們能夠看到這些東西，而使用其它強大的望遠鏡（如哈勃太空望遠鏡和凱克天文台望遠鏡）卻無法看到。

在極冠的邊緣有一片明亮的雲，邊緣外沿也有一些相對較暗的區域，在行星的左側可以看到第二片非常明亮的雲。這種雲在天王星的紅外波長中是典型的，並且可能與風暴有關。

由於其內部的化學成份，天王星是顆冰巨行星。其大部份質量來自一種熱而稠密的「冰」，其成份包括水、甲烷和氨，這種冰包裹在一個很小的岩石核心之外。

天王星有13個已知環，其中11個在這張韋伯圖像中可以看見，其中一些環由於太亮而混在了一起，變成一個大環。其中九個被歸類為主環，兩個是較暗的塵埃環，直到1986年旅行者2號飛越時才首次被發現。科學家們預計，韋伯未來拍攝的天王星圖像還將揭示哈勃望遠鏡於2007年發現的兩個微弱外環。

韋伯還拍攝到了天王星27個已知衛星中的許多個（其中大部份太小且太暗，在這張廣角圖像中無法看清）；最亮的六個則可以識別出來。這是一張爆光12 分鐘的圖像，用了兩個濾鏡。不過，它只是韋伯觀察這顆神秘星球時看到的冰山一角。

2022年，美國國家科學院在其2023-2033行星科學和天體生物學十年調查計劃中將天王星科學探測定為優先項目。現正在進行更多關於天王星的研究，並計劃在韋伯望遠鏡第一年的運作中作更多研究。

韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的太空天文台。韋伯將解開太陽系中的謎團，展望其它恆星周圍遙遠的世界，探索宇宙的神秘結構和起源以及地球在其中的位置。

韋伯是由NASA及其合作夥伴ESA（歐洲太空總署）和加拿大航太局（Canadian Space Agency）牽頭的一項國際計劃。◇

 

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