天文学家首次从地球上探测到海王星上的神秘黑斑

来源：cnBeta 　2023-08-26 05:59:47

天文学家利用欧洲南方天文台（European Southern Observatory）的甚大望远镜（VLT）在海王星的大气层中发现了一个明显的暗斑，旁边还有一个较小的亮斑。这是首次使用陆地望远镜进行此类观测。

天文学家利用欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）在海王星大气层中观测到了一个巨大的暗斑，与之相邻的是一个意想不到的较小亮点。这是地球上首次用望远镜观测到海王星上的暗斑。海王星大气层的蓝色背景中偶尔出现的这些特征对天文学家来说是一个谜，而新的结果则为它们的性质和起源提供了进一步的线索。

【资料图】

大斑是巨行星大气层中的常见特征，最著名的是木星的大红斑。在海王星上，美国宇航局的旅行者 2 号于 1989 年首次发现了一个黑斑，几年后黑斑消失。英国牛津大学教授帕特里克-欧文（Patrick Irwin）说："自从首次发现暗斑以来，我一直想知道这些短暂而难以捉摸的暗特征到底是什么。"他是这项研究的首席研究员，研究成果于8月24日发表在《自然-天文学》上。

天文学家利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）观测到海王星大气层中的一个大暗点，与之相邻的是一个意想不到的较小亮点。这段简短的视频总结了他们的发现。资料来源：欧洲南方天文台

Irwin 和他的团队利用欧洲南方天文台 VLT 的数据排除了黑斑是由云层"清除"造成的可能性。新的观测结果表明，黑斑很可能是由于海王星大气中的冰和霾混合后，空气颗粒在主要可见霾层下面的一层变暗造成的。

得出这一结论并非易事，因为暗斑并不是海王星大气层的永久性特征，天文学家以前从未对其进行过足够详细的研究。在NASA/ESA哈勃太空望远镜发现海王星大气层中的几个暗斑之后，机会来了，其中包括2018年首次发现的位于海王星北半球的一个暗斑。Irwin 和他的团队立即着手从地面对其进行研究--他们使用的仪器非常适合这些具有挑战性的观测。

利用 VLT 的多单元光谱探测器（MUSE），研究人员能够将海王星及其光斑反射的阳光分成不同的颜色或波长，并获得三维光谱。欧文说："我非常激动，因为我不仅首次从地面上探测到了黑斑，还首次记录下了这种特征的反射光谱。"

这张图片显示的是利用欧洲南方天文台甚大望远镜的 MUSE 仪器观测到的海王星。在海王星的每个像素上，MUSE 都会将入射光分成不同的颜色或波长。这类似于同时获取数千个不同波长的图像，为天文学家提供了大量有价值的信息。这幅图像将 MUSE 拍摄到的所有颜色组合成海王星的"自然"视图，在右上方可以看到一个黑点。图片来源：ESO/P. Irwin et al.

由于不同波长探测到的海王星大气层深度不同，因此有了光谱，天文学家就能更好地确定暗斑在行星大气层中的高度。光谱还提供了大气层各层化学成分的信息，这为研究小组提供了黑斑为何呈现暗色的线索。

观测结果还带来了一个惊喜。研究报告的合著者、美国加州大学伯克利分校的研究员迈克尔-王（Michael Wong）说："在这一过程中，我们发现了一种罕见的深层亮云类型，这种类型以前从未被发现过，即使是从太空中也没有发现过。这种罕见的云类型以亮点的形式出现在较大的主暗斑旁边，VLT 数据显示，新的"深亮云"与主暗斑处于同一大气层。这意味着与之前观测到的高空甲烷冰小"伴生"云相比，这是一种全新的特征。"

该动画展示了利用欧洲南方天文台甚大望远镜的 MUSE 仪器观测到的海王星。在海王星的每个像素上，MUSE 都会将入射光分成不同的颜色或波长。这类似于同时获取数千个不同波长的图像，为天文学家提供了大量有价值的信息。在这个动画中扫描了所有这些不同的波长，发现了不同的暗部和亮部特征。根据这些特征最突出的波长，天文学家可以找出造成这些特征的原因，以及它们位于海王星大气层的多深位置。资料来源：ESO/P. Irwin et al./L. Calçada

在欧洲南方天文台 VLT 的帮助下，天文学家现在可以从地球上研究像这些斑点这样的特征了。"这是人类观测宇宙能力的惊人提升。起初，我们只能通过像旅行者号这样的航天器来探测这些光斑。后来，我们通过哈勃望远镜获得了远程发现这些光斑的能力。最后，技术的进步使我们能够在地面上观测到它们，"黄总结道，然后开玩笑地补充道，"这可能会让我这个哈勃观测员失业！"

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