海王星的云层已经消失，太阳可能是罪魁祸首

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哈勃太空望远镜拍摄的这一系列图像记录了海王星上云层数量的消长。(图片来源:NASA)

据美国太空网（Monisha Ravisetti）：周四(8月17日)，天文学家宣布了一项关于太阳系冰巨人海王星的意外更新:蓝色世界的云似乎已经消失了。

基本上，在查看了1994年至2022年期间拍摄的地球图像后，该团队注意到了2019年开始的一种奇怪的模式。在地球的中纬度地区，云层覆盖似乎开始消退。最终，所有云的迹象都消失了。

“我很惊讶海王星上的云消失得如此之快，”加州大学伯克利分校天文学名誉教授兼该研究报告的高级作者Imke de Pater在一份声明中说。“我们基本上看到了云活动在几个月内下降。”

这个发现引起了de Pater和他的同事们的兴趣，他们决定进行更深入的研究。果然，他们想出了一个相当有趣的解释。该小组认为，海王星的云很可能与我们的太阳在长达11年的活动周期中的行为方式有着千丝万缕的联系。

你说这是太阳的错是什么意思？

本质上，太阳周期指的是我们的主星磁场随时间变化的方式——具体来说，超过11年。

不管它看起来像什么，太阳并不完全是一块炽热的土地。相反，它更像是一个由带电粒子构成的巨大圆形海洋，统称为等离子体，这意味着它的结构通常可以随着时间的推移而流动和成型。伴随着这种运动，与所有这些带电粒子直接相关的太阳磁场被纠缠在一起。

随着这些场的纠缠，它们对我们的宿主星施加了越来越多的“张力”，可以说，直到黄色发光的球再也无法处理它。然后，每隔11年，有点像重置，太阳磁场翻转，意味着北极变成南极，反之亦然。从那以后，传奇又重演了。

然而，在这11年间，其他类型的事情也因磁场变化而发生。例如，磁场结会导致太阳耀斑的数量和强度增加，太阳耀斑是向太空中喷射出的极其强大的辐射。这些耀斑有时非常强烈，甚至会干扰地球轨道卫星。它们通常与被称为日冕物质抛射的太阳等离子体大爆发有关，日冕物质抛射可以使我们的星球充满带电粒子，在通信线路中产生暂时的微小信号。

但对于该团队的海王星分析来说，最重要的是，在太阳周期中发生的一个已知现象是，当太阳磁场转变时，太阳会发出一束紫外线辐射。研究人员称，考虑到太阳的质量，这种辐射会“淹没”太阳系的其他部分。

很自然，我们很容易相信这种情况可能会影响一两颗行星——包括海王星，尽管这颗遥远的多风行星距离我们心爱的恒星约28亿英里(45亿公里)。

这给海王星带来了什么？

为了剖析海王星的云层去了哪里，该团队收集了30年来强大天文台拍摄的这颗行星的惊人图像，包括美国宇航局的哈勃太空望远镜和位于夏威夷的W. M .凯克天文台。

他们发现，海王星上的云层数量和我们太阳的太阳周期找到自己的时间点之间似乎有明显的相关性。更具体地说，大约在周期高峰期(也就是磁场翻转的主要事件)两年后，海王星展示了一些坚固的云层覆盖。只有在那次高峰之后，行星的氢、氦和甲烷大气上方的云层才开始消失。(甲烷含量使得海王星看起来非常蓝)。

潜在地，这意味着太阳的紫外线辐射——在太阳峰时最强——可能正在促进光化学反应，这种光化学反应是由以光的形式吸收能量而引发的，从而产生了海王星的云帽。

也许这种反应需要，比如说，两年的时间才能生效？这就解释了为什么在太阳高峰期后两年，研究小组目睹了大量的海王星云。

“这些非凡的数据给了我们迄今为止最有力的证据，证明海王星的云层覆盖与太阳周期相关，”德·佩特说。



海王星的图像，2002年。(图片来源:NASA)

此外，研究小组发现，这个冰冻的蓝色世界上的云越多，它看起来就越亮，因为有更多的阳光从这些云中反射出来。

“已经探索了海王星亮度变化与季节变化和太阳活动周期的潜在相关性，但迄今为止还没有找到单一原因，”研究作者在他们的论文中写道。“虽然季节效应对缓慢的渐变最可能是重要的，但亮度的长期变化肯定有不同的来源。”

更详细地说，这些结果都是研究小组在三十年的海王星观测中记录的2.5个周期的云活动的结果。在此期间，就亮度发现而言，研究人员表示，行星的“反射率”在2002年增加，在2007年变暗，在2015年再次变亮，然后在2020年变暗——那时云似乎完全消失了。

“即使是现在，四年后，我们在去年6月拍摄的最新图像仍然显示云层没有恢复到以前的水平，”哈佛-史密森尼天体物理中心的研究生兼研究负责人Erandi Chavez在声明中说。“这是非常令人兴奋和意想不到的，特别是因为海王星以前的低云活动期并不那么引人注目和持久。”

事实上，非常引人注目的是，所有这些变化在该小组提供的图像中清晰可见，这进一步强调了维护凯克和哈勃等天文台的重要性。“能够使用地球上的望远镜来研究距离我们超过25亿英里的世界的气候是一件令人着迷的事情，”凯克天文台的天文学家、该研究的合著者卡洛斯·阿尔瓦雷斯在声明中说。

未来，阿尔瓦雷斯和他的同事们将继续观察海王星的云活动，看看这些卷云状的特征何时回归。事实上，在过去的几年里，随着太阳紫外线的增加，他们已经看到了一些云的复苏。

“我们在最近的凯克图像中看到了更多的云，这些图像是在美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察这颗行星的同时拍摄的，”德·佩特说。“这些云特别是在北纬和高海拔地区看到的，这是从过去大约两年太阳紫外线通量的观测结果中预计的。”

不要担心，海王星:你的云会在适当的时候回来。

关于这些发现的论文发表在11月出版的《伊卡洛斯》杂志上。