在這張哈勃太空望遠鏡拍攝的照片中，我們可以看到天王星的不同面貌。左圖是2005年拍攝到的天王星及其光環系統。
在太陽系中，天王星和海王星是兩顆寒冷而遙遠的行星。這兩顆被稱為“冰質巨行星”的星球，其內部結構與木星和土星大相徑庭——木星和土星富含氫和氦，是“氣態巨行星”。冰質巨行星比氣態的兄弟們要小得多，但其體積又比類地行星要大。它們是太陽系中人類探索最有限的一類行星。
據美國“物理學組織”網站2月28日消息稱，美國航空航天局（NASA）將在2021年發射詹姆士·韋伯太空望遠鏡，以研究天王星和海王星上的氣體環流模式、化學成分和天氣狀況。
研究負責人、英國萊斯特大學行星科學副教授Leigh Fletcher介紹道：“韋伯能夠測繪出這兩顆行星的大氣溫度和化學結構，這是任何其他設備都難以做到的。我們認為，與氣態巨行星相比，冰質巨行星的天氣和氣候將會呈現出本質上不同的特徵。一方面，這是因為它們離太陽太遠，體積更小，以及自轉得更慢；另一方面，也是因為它們的氣體混合配比和大氣混合量非常不同。”
簡單地說，韋伯可以探測到天王星和海王星上層大氣中所有氣體的獨特化學特徵。更為重要的是，韋伯能夠對不同的化學物質進行區分。另外，不論這些化學物質是由陽光與大氣相互作用產生的，還是通過大規模環流模式從一個區域重新分佈到另一個區域的，韋伯都能夠識別出來。
Fletcher表示，研究人員需要做好在天王星和海王星上看到“另一番”景象的準備。他解釋道：“韋伯具備從全新角度觀察冰質巨行星的能力。不過，要了解塑造這些巨行星大氣的持續效應與過程，你需要的不僅僅是幾個樣本而已。因此，我們將把木星、土星、天王星和海王星進行對比分析。通過比較，我們便能夠構建出了一個關於它們大氣整體運行機制的全景圖，而這將是理解這些星球是如何隨著時間變化的起點。
另一位行星科學家、韋伯項目的跨學科研究科學家Heidi Hammel補充道:“我們現在已經探測到數百顆與我們太陽系的冰質巨行星同樣大的系外行星。天王星和海王星將為我們研究這些新發現的行星提供參考。”
編譯：朱明逸 審稿：alone 責編：雷鑫宇
原文鏈接： https://phys.org/news/2020-02-ice-giants-nasa-webb-telescope.html
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