詹姆斯韋伯太空望遠鏡捕捉到扭曲天王星的奇怪磁力

該計畫由英國諾森比亞大學的 Paola Tiranti 領導。該團隊測量了可見雲層上方 5,000 公里處的溫度和離子密度，該區域位於一個被稱為電離層的區域，那裡的大氣層被電離，並受到地球磁場的強烈影響。

這些觀測結果提供了迄今為止關於天王星極光形成位置及其異常傾斜磁場如何影響極光的最清晰影像。數據也顯示，過去30年裡，地球的高層大氣持續變冷。雲層上方 3,000 至 4,000 公里處的溫度達到最高水平，而離子密度在接近 1,000 公里的高度達到峰值。結果也揭示了與經度的明顯差異，這與磁場的複雜結構有關。

「這是我們第一次能夠在三個維度上看到天王星的高層大氣，」保拉說。 “由於韋伯的敏感性，我們可以追蹤能量如何通過行星大氣層向上移動，甚至可以看到其不平衡磁場的影響。”

天王星仍在冷卻的證據

新的測量結果證實，天王星的高層大氣正在持續冷卻，這種模式在 1990 年代初首次被發現。研究人員計算出的平均溫度約為 426 開爾文（約攝氏 150 度），低於先前從地面天文台或先前的太空船任務獲得的讀數。

北極光和奇特形狀的磁層

韋伯在行星磁極附近發現了兩條明亮的極光帶。在這些帶之間，研究小組發現了一個發射較低且離子較少的區域（這一特徵可能與磁場線的變化有關）。在木星上也觀察到了類似的暗區，那裡的磁場形狀引導帶電粒子穿過高層大氣的運動。

「天王星的磁層是太陽系中最奇怪的場之一，」保拉補充道。 「它相對於行星的自轉軸傾斜和傾斜，這意味著極光以複雜的方式掃過表面。韋伯現在向我們展示了這些影響到達大氣層的深度。通過如此詳細地揭示天王星的垂直結構，韋伯正在幫助我們了解冰巨星的能量平衡。這是表徵太陽系外巨行星的關鍵一步。”

研究和網絡作業的詳細信息

結果基於 JWST General Observer 5073 計畫的數據（PI：英國諾森比亞大學的 H. Melin）。 2025 年 1 月 19 日，研究人員使用 NIRSpec 的整合式現場模組連續監測天王星 15 小時。結果發表在期刊上 地球物理研究通訊。

韋伯是迄今為止發射的最強大的太空望遠鏡。作為國際合作的一部分，歐空局使用阿麗亞娜 5 號火箭提供了發射服務。歐空局也透過阿麗亞娜航太公司監督所需的任務修改和安全發射服務。此外，歐空局還提供了 NIRSpec 儀器，並為 MIRI 中紅外線儀器貢獻了 50% 的份額，該儀器是由一組國家資助的歐洲研究所（歐洲 MIRI 聯盟）與噴氣推進實驗室和亞利桑那大學合作開發的。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡是美國太空總署、歐洲太空總署和加拿大太空總署 (CSA) 的聯合任務。