美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜历史上首次成功捕捉到了海王星上壮观的北极光细节。
这种迷人的大气现象是由于太阳带电粒子与行星大气层中的气体原子碰撞而产生的，从而产生色彩斑斓、令人着迷的光芒。
在过去的几十年里，天文学家只能捕捉到海王星上极光活动的短暂瞬间——其中最引人注目的一次是1989年NASA旅行者2号探测器飞掠海王星时观测到的。但与木星、土星或天王星等巨大的气体邻居不同，海王星的极光一直难以捉摸……直到韦伯太空望远镜最终解开了这个谜团。
2023年6月，詹姆斯·韦伯太空望远镜利用其近红外光谱仪以前所未有的精度观测了海王星上的极光。除了海王星的图像外，科学家们还获得了光谱数据，从而能够分析其成分并测量其高层大气（电离层）的温度。
一项突破性的发现表明，观测结果显示，一种名为 H₃⁺（三氢离子）的离子强烈发射，这种分子因其在极光现象中的作用而闻名。
令人惊讶的是，海王星的极光与地球、木星或土星上的极光截然不同。通常情况下，极光集中在两极附近，而海王星的极光则出现在中纬度地区——大致相当于地球上南美洲所在的位置。
研究人员将这种奇特现象归因于海王星磁场的奇怪倾斜，旅行者2号探测器在1989年也发现了这种现象。
另一个令人惊讶的发现是：自旅行者2号飞掠海王星以来，科学家们首次测量了海王星高层大气的温度。结果令人震惊：自上次测量以来，海王星高层大气的温度下降了数百摄氏度，这或许可以解释为什么极光此前一直难以探测。
这项突破为探索海王星磁场与抵达太阳系外围的太阳粒子之间的相互作用提供了一种新方法。研究团队计划利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，在一个完整的11年太阳周期内对海王星进行观测，这有望揭示这颗神秘冰冷行星的更多秘密。
“不仅仅是看到了极光，这本身就非同寻常，”该研究的主要作者、诺森比亚大学的亨里克·梅林说，“真正让我感到震撼的是极光细节的清晰度和精确度。”
这项发表在《自然·天文学》杂志上的研究成果，标志着我们在理解太阳系冰巨星的大气动力学方面取得了令人兴奋的进展。
