哈勃望遠(yuǎn)鏡年度“大旅行”追蹤外太陽(yáng)系的變化

現(xiàn)在是太陽(yáng)系年度天氣報(bào)告時(shí)間！

每年，美國(guó)國(guó)家航空航天局最老牌的太空望遠(yuǎn)鏡都會(huì)拍攝太陽(yáng)系內(nèi)行星的照片。

所以今年秋天，像往常一樣，哈勃空間站望遠(yuǎn)鏡依次對(duì)每個(gè)星球進(jìn)行觀測(cè)。這一傳統(tǒng)讓天文學(xué)家能夠監(jiān)測(cè)到這些星球(木星、土星、天王星和海王星)的大氣層隨著時(shí)間流逝具有的變化。當(dāng)然這些照片也是令人嘆為觀止的。11月18日，美國(guó)宇航局發(fā)布了今年“大旅行”的圖像。

這些圖像強(qiáng)調(diào)了水星、金星、地球和火星這四顆星球的外部世界和它們內(nèi)部的巖石世界之間的巨大差異。根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局的一份聲明所述，地球外部的這些氣態(tài)巨行星體積更大，與太陽(yáng)之間的距離更遠(yuǎn)，是日地距離的30倍，這意味著這些星球也極其寒冷。

作為今年太陽(yáng)系“大旅行”的一部分，美國(guó)國(guó)家航空航天管理局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡空間站最新拍攝的照片捕捉到了木星、土星、天王星和海王星等地外行星的壯觀景象。

美國(guó)國(guó)家航空航天局聲明: “不像地球和火星這樣的巖石類(lèi)地行星靠近太陽(yáng)的溫度，這些遙遠(yuǎn)的星球主要由寒冷的氣態(tài)的氫、氦、氨、甲烷和深水組成，圍繞在一個(gè)緊湊、高溫、緊湊的核心周?chē)?。”?/p>

從哈勃的軌道上，甚至在國(guó)際空間站的軌道上，在距離外太空30億英里的地方，太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)記錄了行星大氣層的年復(fù)一年的驚人變化，包括動(dòng)態(tài)的天氣模式和季節(jié)性變化。每年，研究外行星大氣遺產(chǎn)計(jì)劃(OPAL)的科學(xué)家們都會(huì)把哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像變成每一顆行星的年度地圖，以便讓研究人員能夠研究驅(qū)動(dòng)這些行星異常天氣模式的動(dòng)力。

2021年9月4日，哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的木星照片，捕捉到了比預(yù)期更紅的赤道和被稱(chēng)為“駁船”的鮮紅色的狹長(zhǎng)風(fēng)暴。(圖片來(lái)源: 美國(guó)國(guó)家航空航天管理局，歐洲航天局，A·西蒙 (美國(guó)國(guó)家航空航天管理局-哥達(dá)德空間飛行中心) ，M. H. Wong (加州大學(xué)伯克利分校) ; 圖像處理: J.德帕斯切萊(太空望遠(yuǎn)鏡科研所)

今年對(duì)木星不斷變化的大氣層的觀測(cè)顯示，在木星赤道附近出現(xiàn)了幾個(gè)新的風(fēng)暴和顏色差異。這張照片拍攝于9月4日，拍攝到的赤道比預(yù)期的更暗，更紅，還有幾個(gè)被稱(chēng)為“駁船”的鮮紅色狹長(zhǎng)風(fēng)暴。這張照片還展示了木星著名的大紅斑下面有著一個(gè)被稱(chēng)為“小紅斑”的小紅斑。

馬里蘭州美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局哥達(dá)德空間飛行中心的行星科學(xué)家 艾米·西蒙（Amy Simon）在聲明中說(shuō): “在我們每次得到的新數(shù)據(jù)中，云層特征中的圖像質(zhì)量和細(xì)節(jié)總是讓我震驚?！薄爱?dāng)我觀察木星時(shí)，無(wú)論是在駁船上還是在右下方的紅色帶上，都能看到明顯要深得多的云層結(jié)構(gòu)，這讓我印象深刻。我們看到這里有許多構(gòu)造和垂直深度的變化?！?/p>

2021年9月12日，一張土星的新視圖顯示了土星的北半球光帶中快速而極端的顏色變化。

(圖片來(lái)源: 美國(guó)國(guó)家航空航天管理局，歐洲航天局，A·西蒙 (美國(guó)國(guó)家航空航天管理局-哥達(dá)德空間飛行中心) ，M. H. Wong (加州大學(xué)伯克利分校) ; 圖像處理: A. 帕甘 (太空望遠(yuǎn)鏡科研所)

哈勃望遠(yuǎn)鏡在2021年9月12日拍攝到土星的最新照片，捕捉到了土星進(jìn)入初秋的北半球。這種季節(jié)性變化引發(fā)了大氣中黃色和金色帶的快速和極端的顏色變化，這是由超快風(fēng)引起的。

相反地，這顆行星上即將告別冬季的南極，散發(fā)出一種藍(lán)色的色調(diào)。哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片還捕捉到了土星上標(biāo)志性的六角形風(fēng)暴，據(jù)這份聲明所述，這一風(fēng)暴去年還并不明顯。這場(chǎng)風(fēng)暴環(huán)繞著這顆行星的北極，它首次被旅行者號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)還是在30年前。

這張由哈勃望遠(yuǎn)鏡于2021年10月25日拍攝的天王星的照片，捕捉到了由于太陽(yáng)吸收的紫外線增加而形成的一個(gè)更明亮的極地區(qū)域。(圖片來(lái)源: 美國(guó)國(guó)家航空航天管理局，歐洲航天局，西蒙 (美國(guó)國(guó)家航空航天管理局-哥達(dá)德空間飛行中心) ，M. H. Wong (加州大學(xué)伯克利分校) ; 圖像處理: A. 帕甘 (太空望遠(yuǎn)鏡科研所)

同樣，天王星和海王星也發(fā)生了變化。一張10月25日拍攝的天王星的照片，圖中突出了這顆行星明亮的北極圈。現(xiàn)在是天王星上的北半球的春天，這意味著行星的北極指向太陽(yáng)---- 由于行星軸的戲劇性傾斜，接近90度，這是一個(gè)明顯的變化。

據(jù)這份聲明所述，春天行星從太陽(yáng)吸收的紫外線輻射增加，改變了行星大氣中甲烷氣體和煙霧粒子的濃度，這是導(dǎo)致極地區(qū)域變亮的原因。

2021年9月7日，哈勃望遠(yuǎn)鏡捕捉到了海王星黑暗的北半球星云，以及自2018年首次被太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直在行星周?chē)苿?dòng)的黑斑風(fēng)暴。

2021年9月7日，哈勃望遠(yuǎn)鏡捕捉到了海王星黑暗的北半球星云，以及自2018年首次被太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直在行星周?chē)苿?dòng)的黑斑風(fēng)暴。(圖片來(lái)源: 美國(guó)國(guó)家航空航天管理局，歐洲航天局，西蒙 (美國(guó)國(guó)家航空航天管理局-哥達(dá)德空間飛行中心) ，M. H. Wong (加州大學(xué)伯克利分校) ; 圖像處理: A. 帕甘 (太空望遠(yuǎn)鏡科研所)

與此同時(shí)，哈勃望遠(yuǎn)鏡在9月7日拍攝的圖像中的暗斑指代的是，由于海王星的北半球星云比平常更暗所形成的巨型風(fēng)暴。自2018年哈勃望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)這個(gè)黑暗風(fēng)暴以來(lái)，科學(xué)家們估測(cè)該風(fēng)暴的范圍比大西洋還要廣。在新的圖像中，風(fēng)暴的方向發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，它正在向北移動(dòng)。

據(jù)這份聲明所述，哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的圖像還拍到了一個(gè)黑色圓圈包圍著這顆行星的南極，還拍到了由于該行星富含甲烷的大氣層吸收紅光而形成的明亮云層。

對(duì)于這四顆巨行星來(lái)說(shuō)，只有通過(guò)哈勃這樣的太空望遠(yuǎn)鏡，才能如此精確地追蹤幾十年來(lái)它們大氣層的變化。

加州大學(xué)伯克利分校的行星科學(xué)家邁克爾 · 黃在聲明中說(shuō): “我們可以用哈勃望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)最好效果，哈勃望遠(yuǎn)鏡的高分辨率可以幫助我們縮小范圍，確定哪個(gè)波段正在發(fā)生變化?！?/p>

“如果你通過(guò)地面望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于我們的大氣層得到的圖像有一些模糊，會(huì)失去一些顏色變化,”王說(shuō)?！皝?lái)自地面的任何東西都無(wú)法像哈勃望遠(yuǎn)鏡那樣獲得清晰的可見(jiàn)光圖像?！?/p>

BY: Samantha Mathewson

FY: 海馬

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