天王星上的红外极光首次被证实

送烟激钟

一幅艺术家对叠加在哈勃太空望远镜天王星照片上的新发现的红外极光的印象。(图片来源:NASA/ESA/m . Showalter(SETI Institute))

（）据美国太空网（基思·库珀）：天文学家利用夏威夷莫纳克亚山上巨大的凯克II望远镜的存档数据，首次成功地瞥见了天王星的红外极光。

就像地球上的极光一样，天王星上的极光是由乘着太阳风的带电粒子与地球磁场相互作用而产生的，并沿着磁场线流向磁极。当它们进入天王星的大气层时，带电粒子与大气分子碰撞，导致这些分子发光。

在地球上，极光来自氧原子和氮原子的碰撞，颜色主要是红色、绿色和蓝色。然而，在天王星上，占主导地位的大气气体是氢和氦，其温度比地球上低得多。这导致天王星的极光主要在紫外和红外波长。

天王星上的紫外线极光最早是在1986年由美国宇航局的旅行者2号探测器看到的，该探测器当年飞过天王星。用了将近40年才探测到它的红外对应物。

英国莱斯特大学研究生艾玛·托马斯领导的天文学家利用2006年凯克II近红外光谱仪(NIRSPEC)的数据，确定了H3+分子的发射线。H3+是一种三氢阳离子，包含三个质子和两个电子，这意味着它带正电荷。

天王星发射是分子氢电离的结果，并在与带电粒子碰撞后形成H3+阳离子，发射在北极上空产生红外极光。本质上，托马斯的团队看到了天王星的北极光。



指示天王星上极光活动的H3+发射的凯克II NIRSPEC观测。(图片来源:W. M .凯克天文台/托马斯等人)

托马斯在一份声明中说:“包括天王星在内的所有气态巨行星的温度都比模型预测的仅由太阳加热的温度高出数百开尔文/摄氏度，这给我们留下了一个大问题，即这些行星如何比预期的温度高得多。”“一种理论认为，充满能量的极光是造成这种情况的原因，它产生热量，并将热量从极光推向磁赤道。”

极光可能有助于解决的另一个谜是，为什么天王星(和海王星)的磁场与它们的旋转轴错位如此之大——在天王星上，错位是59度。因为极光描绘了行星的磁场结构，它与大气层的上层(电离层和热层)相联系，进一步的研究可能会揭示这种错位起源的隐藏线索。

这些发现发表在10月23日的《自然天文学》杂志上。