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鳳凰科技訊 北京時間11月14日消息,據(jù)科學(xué)日報報道，當(dāng)溫和的天王星變得狂風(fēng)暴雨時，它的巨大云系統(tǒng)會變得如此明亮以至于業(yè)余的天文愛好者也能夠首次觀測到天王星朦朧的藍(lán)綠色大氣層的細(xì)節(jié)?！疤焱跣巧系奶鞖夥浅；钴S，”美國加利福尼亞州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)教授艾姆克·德·帕特（Imke de Pater）這樣說道。他帶領(lǐng)的研究小組利用夏威夷凱克天文臺的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備觀察天王星時首次注意到這些天氣活動。

天王星上的超強(qiáng)風(fēng)暴

“早在2007年就預(yù)測到了這種活動類型，當(dāng)時天王星發(fā)生了42年一次的晝夜平分點，太陽直接照耀赤道?！焙献髡{(diào)查員、美國大學(xué)天文研究協(xié)會(AURA)執(zhí)行副主席海蒂·哈默爾(Heidi Hammel)這樣說道?！暗覀冾A(yù)測這種活動到現(xiàn)在應(yīng)該停止了?，F(xiàn)在能夠觀察到這些不可思議的風(fēng)暴遠(yuǎn)超出所有人的預(yù)料?！?/p>

德·帕特、哈默爾以及他們的研究小組于8月5日和6日利用凱克天文臺觀察天王星時檢測到天王星北半球8次巨大的風(fēng)暴。其中一次是在波長2.2微米觀測到的目前為止最明亮風(fēng)暴，這一波長能夠觀測到對流層頂下方的云層，對流層頂是同溫層最下方邊界，壓力介于300至500毫巴之間，或者相當(dāng)于地球表面壓力的一半。這一風(fēng)暴形成了2.2微米的波長,而天王星其它地方反射了所有光的30%。

當(dāng)業(yè)余天文學(xué)家聽到有關(guān)這一活動的消息后，他們立即將自己的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)天王星并驚訝的發(fā)現(xiàn)本來一個平淡無奇的藍(lán)色點表面出現(xiàn)了一個明亮的斑點。

法國業(yè)余天文學(xué)家馬克·迪克拉斯(Marc Delcroix)處理了業(yè)余愛好者拍攝的圖片并證實了法國業(yè)余天文學(xué)家雷吉斯·德-貝內(nèi)迪克蒂（Régis De-Bénedictis）拍攝圖片上的一個明亮點，其它業(yè)余愛好者在9月和10月拍攝的圖片里也出現(xiàn)了這個斑點。10月3日和4日迪克拉斯利用法國南峰(Pic du Midi)1米望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖片也出現(xiàn)了這個斑點。在第二天晚上，“當(dāng)天王星過境時我拍攝到這一特征，當(dāng)時心情特別激動，我心想‘終于拍到了！’” 迪克拉斯說道。

“能夠觀察到天王星上的這種活動我非常喜悅。獲得火星、木星或者土星表面的細(xì)節(jié)現(xiàn)在已經(jīng)不是難事，但觀察到天王星和海王星的細(xì)節(jié)對我們業(yè)余者來說是新的境界，我可不希望錯過這千載難逢的好機(jī)會?！钡峡死贡硎?，他就職于法國圖盧茲一家汽車零件供應(yīng)商，自2006年起他就利用自己后院的望遠(yuǎn)鏡觀察天空，尤其是木星，自2012年他就開始偶爾利用南峰望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測?！澳軌蛴H自證實業(yè)余愛好者拍攝的天王星圖片里的明亮風(fēng)暴，我感到非常開心?！?/p>

有趣的是，10米凱克II望遠(yuǎn)鏡近紅外光觀測到的極其明亮的風(fēng)暴并不是業(yè)余天文學(xué)家所觀測到的，后者位于大氣層深處。德·帕特的同事、美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的行星科學(xué)家拉里·思若莫斯基（Larry Sromovsky）確定了業(yè)余愛好者看到的斑點是8月5日凱克天文臺拍攝到的圖片里的少數(shù)特征之一，它只出現(xiàn)在1.6微米的波長里，而不出現(xiàn)在2.2微米的波長里。這個1.6微米波長的光來自大氣層深處，這意味著這一特征位于天王星大氣層甲烷冰最上方云層的下方。

“這個云復(fù)合體的顏色和形態(tài)學(xué)表明風(fēng)暴可能與深層大氣層里的渦流密切相關(guān)，它與在晝夜平分點觀察到的兩個大型云復(fù)合體非常相似。” 思若莫斯基說道。這樣的渦流可能位于大氣層深處，跨越了較大的垂直距離，這可以從木星上相似的渦流，包括著名的大紅斑推斷而來。

由美國弗吉尼亞州漢普頓大學(xué)的助理教授庫尼·薩雅納吉(Kunio Sayanagi)帶領(lǐng)的天文學(xué)家小組借助業(yè)余天文學(xué)家的觀測，為哈勃太空望遠(yuǎn)鏡設(shè)立了一個臨時觀測目標(biāo)，后者于10月14日拍攝了整個天王星。通過利用一系列波長的觀測，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡揭示了多個風(fēng)暴組成部分，延伸距離超過9000千米，覆蓋了不同高度的云。

德·帕特、思若莫斯基、哈默爾和威斯康星大學(xué)的帕特·弗萊( Pat Fry)在11月12日美國亞利桑那州圖森召開的美國天文學(xué)協(xié)會行星科學(xué)分會的會議上展示他們的觀測細(xì)節(jié)。

天王星是一顆冰巨星，直徑相當(dāng)于地球的4倍，大氣層主要由氫和氦組成，同時含有少量甲烷使得大氣層看起來顯示輕微的藍(lán)色。由于它非常遙遠(yuǎn)——大約是地球和太陽距離的19倍——過去天文學(xué)家只能看到該行星表面非常少的細(xì)節(jié)，直到利用凱克天文臺望遠(yuǎn)鏡上的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備才顯示行星表面特征與木星表面特征非常相似。

德·帕特和她的同事在過去的十多年里一直密切關(guān)注天王星，繪制該行星的天氣狀況，包括循環(huán)云的寬度以及行星北極巨大的漩渦風(fēng)暴和對流特征。明亮的云很可能是由氣體引起的，例如甲烷上升至大氣層并凝結(jié)成具有高反射性的甲烷冰云。

由于天王星并沒有內(nèi)部熱源，因此它的大氣活動被認(rèn)為單純依賴太陽光，而目前太陽在天王星北半球的照射非常微弱。因此天文學(xué)家在得知觀測結(jié)果顯示了存在如此密集的活動時感到非常驚訝。

夏威夷大學(xué)莫納分校的助理教授克里斯托弗·巴拉內(nèi)茨（Christoph Baranec）利用凱克望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的觀測顯示這一風(fēng)暴仍非?；钴S，但具有不同的形態(tài)學(xué)，且活動強(qiáng)度可能有所減小。

“如果這些特征的確是與深層渦流系統(tǒng)相關(guān)的氣流擾動所產(chǎn)生的高空云層，那么活動強(qiáng)度發(fā)生如此巨大的波動也是有可能的?！?思若莫斯基這樣說道?！斑@些意外的觀測讓我們意識到自己對其它行星大氣層大氣動力學(xué)的理解是多么有限?！?/p>