发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　天文学家发现了1颗绕天王星运行的小卫星和2颗绕天王星运行的小卫星，这使他们已知的卫星数量分别达到16及28颗。

　　天王星的新卫星是20多年来的新发现，可能是同类中最小的，直径只有8公里，绕天王星一圈需要680天；对比之下，火星的卫星火卫二（Deimos）直径13公里，也是太阳系中较小的卫星之一。根据卡内基科学研究所的新闻稿中提到，天王星的新卫星暂时被称为「S/2023 U1」，未来将以莎士比亚着作中的一个角色命名它。

　　海王星两颗新卫星中较亮的那颗暂时命名为「S/2002 N5」，直径约为23公里，绕海王星一圈约需要9年；较暗的卫星，暂时被命名为「S/2021 N1」，直径约为14公里，每27年绕海王星一周，这两个海王星的新卫星将根据希腊神话中的海神和宁芙（又可翻译成仙女或精灵）相关神祇命名。

　　国际天文学联合会小行星中心于2024年2月23日发布了这三颗新卫星的发现，这一发现是由卡内基科学中心的科学家Scott Sheppard与美国太空总署喷射推进实验室（JPL）的Marina Brozovic和Bob Jacobson、夏威夷大学的David Tholen、北亚利桑那大学的Chad Trujillo和日本近畿大学的Patryk Sofia Lykawa合作，利用夏威夷和智利的天文台发现的。

　　研究人员在三到四个小时的时间里拍摄了一系列五分钟的曝光，这些短暂的闪烁图像后来被「分层」处理，这样新发现的卫星就能更清晰地显现出来。这三颗卫星的轨道都是蛋形的，高度倾斜于各自冰巨星的平面。这代表它们不是在原行星周围诞生的，而是后来被引力捕获的，其研究内容发表于Scott Sheppard他的个人网站及卡内基科学研究所官网。（编译/台北天文馆技佐许晋翊）

资料来源：Space.com

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　几十年来，自从航海家2号飞越海王星和天王星，并在途中拍摄了近距离图片之后，为何这两颗在大多数方面都极其相似的行星会有如此明显的颜色差异。根据航海家2号的图片显示，天王星呈现出水蓝色，而海王星似乎是深色的蓝色色调。

图说：航海家2号于1986年和1989年飞掠天王星和海王星后发布的图片（上图），与本研究中经过图像处理后的结果（下图）进行比较。（图片来源：Patrick Irwi）

　　鉴于这两颗行星的大气成分几乎相同，这种差异是令人费解的。然而，现在科学家重新处理了这些数据，发现天王星和海王星在颜色上非常接近，但仍有些许的差别。造成这种误解的原因是航海家2号用两种不同的色带记录了这两颗行星的图片，而海王星的图片在处理时强调了对比度，加深了它的真实颜色，使它看起来比实际更蓝。

　　英国大学行星物理学家Patrick Irwin解释道：「尽管当时行星科学家已经知道这种人为饱和的颜色，而且这些图像发布时附有说明文字，但时间一久，这种区别就淡忘了。将我们的模型应用到原始数据中，我们已经能够最准确的再现天王星和海王星的颜色。」

　　Irwin的团队利用两种强大的仪器：哈勃太空望远镜成像光谱仪（STIS）和欧洲南方天文台甚大望远镜的多单元光谱探测器来寻找答案。他们使用每台望远镜的数据来独立确定天王星和海王星的真实颜色，结果显示，海王星的颜色比我们想像的要淡得多，颜色更接近天王星。两者的主要区别在于，海王星的颜色略蓝，这可能是由于大气薄雾层较薄造成的。

　　新的观测结果也解决了另一个谜题：为何天王星在一年（84个地球年）公转的过程中会稍微改变颜色。由于它的自转轴垂直于公转的轨道平面，在夏至或冬至时，当南北极其中一极面向太阳，会稍微绿一点。在春分或秋分时，当赤道面向太阳，则会稍微偏蓝。

图说：显示天王星颜色变化的一系列图像。（图片来源：Irwin et al./University of Oxford）

　　研究指出，由于两极的甲烷含量比赤道少得多，这改变了天王星反射阳光的方式，因为甲烷会吸收红色波长。然而，这还不足以完全解释颜色的变化，所以研究人员在模型中添加了一个逐渐增厚的冰雾罩的变因。随着天王星从春分点到冬至点的移动，甲烷冰的薄雾变厚，增加了光线的反射率。结合这两个原因，才使得这颗行星呈现出迷人的色调变化。研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。（编辑/台北天文馆吴典谚）

资料来源：Science Alert

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。

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

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　海王星是太阳系最遥远的行星，天文学家经过长期观测意外发现它温度异常下降。海王星距离太阳比地球远约30倍，公转一圈为约165年，所以季节变化也比地球长得多。随着进入海王星南半球夏季，天文学家观察到其全球平均气温惊人地骤降摄氏8度。

　　英国莱斯特大学的团队分析在2003年至2018年间，包括智利欧南天文台超大望远镜、夏威夷凯克和速霸陆望远镜、和NASA史匹哲太空望远镜的红外光谱等资料，原本预期温度会慢慢上升，却在数据中看到温度下降摄氏8度。但海王星各地温度变化不一致，研究人员测量海王星平流层，显示2018年至2020年期间在极区附近，温度升高约11度。

　　科学家还不知道是什么原因导致温度波动，但认为与太阳活动的11年周期有关。先前的研究表明，太阳黑子的数量与海王星的亮度之间可能存在联系。这项新研究还提供其他证据，表明太阳周期、与海王星大气平流层亮度及温度也存在关联。 科学家们希望未来更多观测能够了解其原因，尤其是詹姆斯·韦伯太空望远镜高灵敏度的中红外仪器（MIRI）将能提供更多资讯。相关论文发表在Planetary Science Journal期刊。（编译/台北天文馆研究员李瑾）

2006至2020年间海王星红外图像。2020年是速霸陆望远镜的COMICS仪器拍摄，其他是超大望远镜上的VISIR仪器拍摄。

资料来源：New Scientist

发布单位：台北市立天文科学教育馆

天王星（左）与海王星

　　在太阳系的八大行星中天王星和海王星最像双胞胎，它们的大小、质量、成分与结构、甚至连旋转速度都近似，但是，海王星有迷人、梦幻般的天蓝色，还带有可见的旋转风暴，天王星却呈现单调的淡青色，这两颗行星如此相似，颜色却是明显不同，为什么？

　　根据牛津大学行星物理学家Patrick Irwin领导的一个研究小组发现，因为有一层雾霾包覆，稀释了天王星的蓝色调。

　　天王星和海王星的结构非常相似，都有一个小的岩石核心，被水、氨和甲烷冰所包覆；气态大气由氢气、氦气和甲烷组成，但就像太阳系中的所有其他大气一样，并不是均匀分布而是分层的。

　　研究团队分析了这两颗行星的可见光和近红外的观测结果，建构了新的、能够很完整地复制观测结果的大气层模型。

　　在他们的模型中，两颗行星都有一层光化学雾，这是来自太阳的紫外线辐射分解大气中的气溶胶颗粒，产生的雾霾颗粒，研究人员称之为Aerosol-2层。在天王星上，Aerosol-2层的不透明度几乎是海王星上的两倍，因为这些粒子吸收紫外线，具有几近白色的可见反射光谱，所以天王星观察到的紫外线反射率较低，也解释了为什么天王星在人眼看来比海王星的蓝色更淡许多，以及为什么黑点在海王星比较容易被观察到。

　　Aerosol-2层下方被称为Aerosol-1层是更深的雾层，是甲烷重新蒸发与沉积的雾霾颗粒，这些雾霾颗粒凝结成硫化氢的亚微米晶体，该区域的光谱特征与冰和黑雾一致，研究小组认为，Aerosol-1区域是在海王星上观察到的斑点和条带等暗特征的起源地，如果海王星的Aerosol-2层更薄、更透明，这些特征就会更明显。

　　目前尚不清楚为什么海王星的Aerosol-2层不如天王星的致密，但研究人员认为，海王星的大气层可能比天王星更能有效地通过释放甲烷来清除雾霾。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆

　　木星有着全太阳系中最着名的风暴——大红斑，但这并不代表能吸引着全世界天文学家的目光，实际上在遥远的海王星上也有着一个奇特的风暴——大黑斑。虽然风暴在冰巨行星上并不罕见，但这是第一次观测到风暴向赤道移动后又返回中纬度地区，行星科学家仍不确定其改变轨道的原因，一旦了解其机制就可以让我们更了解海王星上的气体动力学。

　　与太阳系中的其它行星相比，海王星实际上难以观测，与地球的平均距离在45亿公里远处，故直到1989年航海家二号飞掠海王星时，人们才注意到海王星上有两场强烈风暴正在发生，从那之后，哈勃太空望远镜就成为唯一能做到这点的仪器，而由于其颜色比周围的大气更暗故被命名为黑斑。一般而言，这些风暴的行为模式相当类似，出现于中纬度地区，并在向赤道迁移的过程中，受到科氏力的影响逐渐缩小消失，过几年后又会出现另一个。然而就在哈勃见到第四次风暴，即NDS-2018，它是个例外，当2018年发现它时，直径约为11000公里，科学家推测它已经出现在那边一段时间了，而当2020年1月对该风暴的观测，正如当初预期的那样，从中纬度向赤道移动，若是按照之前的特性，NDS-2018应会在赤道地区逐渐被消失及遗忘。

▲大黑斑的右侧有一个较不明显的小暗斑，图源自哈勃太空望远镜第三代广域相机。

　　然而就在这次的观测中发现了奇怪的事情，哈勃在其附近看见了一个较小的暗斑出现在大黑斑的附近，天文学家认为这场较小的风暴可能是大黑斑的一部分，当时的大黑斑已缩小至7400公里，而小黑斑则也有6200公里；接着在2020年8月，大黑斑再次向北移动，而小黑斑不见了。

　　天文学家对这个现象感到相当兴奋，起初，天文学家认为小黑斑是由于大黑斑的部分被打断了，因为小的那个离赤道更近，比大黑斑的位置更不稳定，可能并不属于天然形成的涡漩，但这仅仅只是推测，他们无法证明这两者之间的关联性。与此同时，研究人员也在更密切地检视现有资料，以了解小黑斑的更多细节。本篇研究成果于2020年美国地球物理学会秋季会议上公布。（编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊）

资料来源：Science Alert