JWST 的 NIRCam 拍摄的天王星。 (NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale)
我们刚刚获得了关于什么可能是太阳系中最奇怪的球的壮观的新视角。
詹姆斯·韦伯太空望远镜将其金色的红外线凝视着太阳天王星神秘的第七世界——它返回的图像揭示了这颗闪闪发光的绿松石行星。卫星、光环等等。
太阳系中的每颗行星和矮行星都有自己的一套怪癖和特质，使其与众不同，但天王星确实很奇特。冰冷、冰冷的世界，乍一看，看起来相当不起眼，但你越靠近看，它就越奇怪——也更美丽——。
但是你必须超越我们自己的眼睛可以检测到的颜色，在这种颜色中，天王星似乎是一个相对没有特征的淡蓝色球体。例如，在包括无线电和红外波长的热成像中，科学家们已经能够测量天王星微弱的冰环的物理特性。
放大视图显示天王星壮观、空灵的光环系统。( NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale )
JWST 是有史以来发射的最强大的太空望远镜，它只在红外线和近红外线范围内观察宇宙。这使得它非常适合捕捉我们过去数十亿年散发出的延伸光辉。
值得庆幸的是，红外灵敏度不仅可以深入太空观察宇宙的黎明；它对于观察离家较近的事物以帮助了解我们太阳系的奥秘同样有用。由于红外线波长可以揭示很多关于天王星运作的信息，JWST 已被安排近距离观察。
虽然分配的时间只有短短的12分钟，但太空望远镜依然能够分辨出前所未见的细节。
关于天王星，您会很快注意到的一件事是它不寻常的自转，相对于其轨道平面向一侧倾斜。这意味着它的极地季节与其他行星的极地季节非常不同。在其 84 年的轨道运行期间，天王星的两极在夏季会受到太阳强光的全部冲击，但在冬季会完全黑暗。
航海者二号于 1986 年飞越天王星时，南极正值夏季；现在，北极已是晚春，夏季将于 2028 年到来。
注释图像显示了天王星大气层中的极冠和明亮的云层。( NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale )
这意味着 JWST 能够拍摄到天王星独有的特征：当行星进入夏季太阳的全光时，极地变亮。导致这种明亮的极冠的原因尚不清楚，但科学家们认为 JWST 提供的前所未有的分辨率可能会提供一些新的见解。
他们没有错。数据揭示了极冠中心有一个微妙但明确无误的增亮区域。
我们仍然不知道为什么，但科学家们在详细研究这种现象时将能够考虑到这些信息。
图像中看到的其他明亮特征是云，与冰巨星主要氢气和氦气大气中的风暴活动有关。
虽然不像土星令人惊叹的光环那样出名，但天王星本身也只有十几个不起眼的环。JWST 对环绕地球的 13 个已知环中的 11 个进行了成像，其中包括两个微弱、尘土飞扬的内环，它们非常昏暗，直到 1986 年航海者 2 号降落时才被发现。
科学家们希望，未来的 JWST 观测也将能够捕捉到主星团之外的两个微弱外环。
显示 JWST 图像中出现的六颗天王星卫星的注释图像。( NASA/ESA/CSA/STScI/J. DePasquale )
最后，望远镜捕捉到了天王星 27 颗已知卫星中的许多——但不是全部。有些太微弱了，看不见。但是这些卫星的轨道非常不同。上图中看到的六颗卫星都与天王星的赤道平面共享轨道平面，较小的内卫星也是如此。但天王星也有一组不规则的、距离更远的卫星，它们具有倾斜的椭圆轨道，类似于木星的不规则卫星。
研究这些卫星的细节可能有助于理解天王星是如何变成现在这个样子的，这是一个难以回答简单问题的棘手问题。
JWST 对天王星的进一步观测正在进行中，或计划在未来进行。让我们希望他们能够帮助科学家提出一个令人信服的理由，向这个迷人的世界发送一个专门的探测器。