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海王星大气温度出现异常变化:夏季降温,南极升温?

近日,科学家发现海王星大气温度的异常变化。自2003年,海王星南半球进入夏季后,15年间全球平均温度下降了8摄氏度,直到2018年其南极地区又开始急剧变暖,温度上升11摄氏度。

与地球一样,海王星在绕太阳运行时也会经历季节变化。但由于距离太阳较远、公转轨道更长,海王星的每一个季节能持续约40个地球年,海王星公转周期约为164.8个地球年。自2005年以来,海王星的南半球一直处于夏季,科学家试图探究南半球夏至过后气温是如何变化的。

此次,一个国际天文学家团队使用欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)在内的多个天文望远镜,在17年间追踪海王星的大气温度。他们发现海王星的全球温度在2003年至2018年出现较大幅度下降,随后其南极又出现急剧变暖。相关成果已发表在《行星科学杂志》(The Planetary Science Journal)上。

“这种变化出乎意料,”论文主要作者、英国莱斯特大学博士后研究助理Michael Roman说道,“由于我们一直在观察海王星南半球的初夏季节,我们预测温度会慢慢变暖,而不是变冷。”

由于海王星距离地球约45亿公里,平均温度达到零下220摄氏度左右,非常寒冷,从地球上测量它的温度并非易事。莱斯特大学教授、论文合著者Leigh Fletcher表示这类研究只有通过VLT等能够清晰观测到海王星的大型望远镜所拍摄的红外图像才有可能完成。

前述团队使用热成像仪测量海王星发射出的红外光线以观察其温度变化。团队在17年里拍摄了近100张海王星的热红外图像,并综合了过去二十年多个天文望远镜所收集到的海王星图像。图像数据表明,在过去的近20年间,尽管海王星的南半球已经进入夏天,但该星球大部分地区在逐渐变冷。

2003年至2018年,海王星的全球平均温度下降了8摄氏度。2018年至2020年,海王星南极地区却急剧变暖,温度迅速上升了11摄氏度。尽管多年前,科学家已发现海王星南极存在温暖的极地涡旋现象,但此前从未观测到这一大幅度快速升温现象。

团队所研究的图像大约三分之一来自位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)。该望远镜的镜面尺寸和高度使其具有极高的分辨率和数据质量,可以提供最清晰的海王星图像。该团队还使用了来自美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜(SST)的数据,以及位于智利的双子南座望远镜(Gemini South)、位于夏威夷的斯巴鲁望远镜(Subaru Telescope)、凯克望远镜(Keck Telescope)和双子北座望远镜(Gemini Nouth)所拍摄的图像。

科学家目前推测,海王星气温的异常变化可能是由于海王星平流层化学成分的变化,或者是一种随机的天气模式,或者是受到太阳活动周期的影响。未来几年,他们将需要进行更多观测,以探索确切原因。人类目前最大的太空望远镜詹姆斯韦伯也将提供关于海王星大气中化学成分与温度的新图像数据。

来源:澎湃新闻