科学家知道为什么天王星和海王星是不同的蓝色

为什么天王星和海王星是两种不同的蓝色？这两个世界的质量非常相似，天王星的质量大约是地球的 15 倍，而海王星的质量是 17 倍；大气中的氢（各超过 80%）、氦和甲烷的成分几乎相同。

但现在，新的研究表明，天王星上“停滞、迟缓”的大气使阴霾积聚并集中在这颗气态巨行星上，使其成为比海王星的天蓝色更“白”的青色。

一个新的模型，使用从紫外线到近红外线的波长，调查每个行星的多个大气层。

这项研究表明，嵌入在大气层内部的行星层中，有比想象中更多的烟雾，而不仅仅是甲烷和硫化氢的冰云。

作者说，这是第一次考虑从紫外线到近红外线的波长，而不是集中在少数光波上。

“这也是第一次解释天王星和海王星之间可见颜色差异，”牛津大学行星物理学教授帕特里克·欧文(Patrick Irwin)在美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室(NOIRLab)的一份声明中说。

此前，科学家认为是海王星的甲烷使这颗行星如此蓝，因为这种气体吸收了大量的红光并反射出更蓝的颜色。

但是科学家们无法解释天王星发生了什么，因为它有更多的甲烷(占大气质量的2.3%，相比之下海王星只有1.9%)。

这种差异表明，颜色差异一定是由其他原因造成的。

但是行星之间的其他关键差异揭示了这个谜团的一些线索。

这两颗行星都没有得到充分的研究，每颗行星都只被一艘宇宙飞船——美国宇航局的旅行者2号——在20世纪80年代造访过。

从那以后，科学家们依靠望远镜来监控这两个蓝色的球体。

天王星是一个奇怪的世界，与太阳系的平面相比，它以一种导致极端季节持续大约20年的方式旋转。

(2018年的一项研究表明，一个两倍于地球大小的世界撞上了天王星，导致其奇怪的方向。

)天王星也几乎没有内部热量来补充阳光，呈现出任何太阳系行星中最冷的大气。

海王星的大气特征之一是它的风暴；海王星的风速可达1500英里/小时(2400公里/小时)，这是太阳系中迄今为止探测到的最快速度。

当旅行者2号飞过海王星时，它发现了一个绰号为“大黑斑”的大风暴，它足以包含整个地球。

虽然那个斑点消失了，但是哈勃太空望远镜观测到的其他斑点又出现了。

天王星有它自己的暴风雨气质。

例如，2014年有一场令人印象深刻的表演，当时风暴在通常平静的世界上非常活跃。

天文学家感到惊讶，因为2007年地球上的阳光最强，当时阳光直射到赤道上。

人们对这一时间差的原因知之甚少。

在这项新的研究中，天文学家使用了多个天文台：来自夏威夷莫纳克亚山山顶附近的双子座北方望远镜的新工作，以及来自夏威夷的美国宇航局红外望远镜设施和哈勃的档案数据。

这些研究跨越了紫外、可见和近红外波长(从0.3到2.5微米)。

这些数据中一个特别重要的组成部分是光谱，这是一种独特的“指纹”,可以测量给定物体发出多少波长的光。

双子座北的光谱让科学家们了解了整个地球上每个大气层在不同波长的近红外光中的反射率。

由此产生的模型专注于气溶胶，或大气中的悬浮粒子，表明这两颗行星的大气中有三层不同高度的气溶胶。

研究人员说，每颗行星的中间层似乎对不同的颜色负有最大的责任。

在这两个星球的这层中，甲烷冰凝结在气溶胶上，但随后两个世界发生了分歧。

海王星更活跃的大气可能会产生雪，因为它将甲烷颗粒移动到薄雾中，随着时间的推移，这将消除薄雾。

然而，天王星由于其移动较慢的大气层，有一层较厚的薄雾。

科学家们还怀疑中间层是每个星球上产生暗点的原因。

与此同时，新研究背后的科学家希望在2049年南方春天开始之前了解更多关于天王星大气变化的信息。