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天文学家发现海王星的大气活动与太阳周期有关

发布单位:台北市立天文科学教育馆

拥有活跃混乱大气层的海王星,是太阳系中距离太阳最远的行星。为了瞭解海王星因云层活动所造成的外观演变,天文学家分析了2002年至2022年,由凯克天文台(W.M. Keck Observatory)所拍摄的影像、1994年起的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)观测数据以及2018年至2019年利克天文台(Lick Observatory)的数据。也就是从1994年至2022年的观测数据中呈现,在海王星的大气中,云层活动与亮度的最大值分别出现在2002年和2015年,而最小值则出现在2007年与2020年。

哈勃太空望远镜记录了海王星大气云量的变化过程,其中,亮度越高的部分表示云量愈多。This sequence of Hubble images chronicles the waxing and waning of the amount of cloud cover on Neptune. Image credit: NASA / ESA / Erandi Chavez, UC Berkeley / Imke de Pater, UC Berkeley.
图说:哈勃太空望远镜记录了海王星大气云量的变化过程,其中,亮度越高的部分表示云量愈多。图片来源:Sci.News

在这些影像中,显示了海王星云层的季节性变化和太阳周期之间是有关联的。太阳表面的活动週期约为11年,周期开始时,太阳很安静。之后表面上的黑子数量和闪焰等活动逐渐增加,磁场强度也渐增强。当太阳表面活动达到最高峰之后就会迅速减弱,磁场强度也因此同步减弱并反转极性。而在11年的太阳周期结束时,太阳表面会再度恢复宁静。

天文学家研究后发现,当太阳活动达到最高峰之后约2年,海王星大气中的云量就会开始增加,而云量与海王星反射太阳光的强度成正比。也就是说,太阳活动周期与海王星上的大气活动有关。研究人员认为,太阳表面活动所发射出来的紫外线到达海王星之后,会与海王星大气中的分子进行光化学反应,然后产生云层。

近年来,由于观测技术的快速进步,让我们能够藉由分析监测数据,直接建构海王星气候活动模型与太阳活动之间的关联。这对于进一步了解行星系统中的主星,如何影响其气态行星的演化,是至关重要的。(编辑/台北天文馆蔡承颖)

资料来源:Sci.News