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2022-07-01為什麼海王星比天王星「藍」? 631 期

Author 作者 編輯部

(CC BY 4.0, NASA/JPL-Caltech/B. Jónsson)


天王星(Uranus)與海王星(Neptune)的大氣中存在著少量甲烷,由於甲烷會反射藍光,使它們呈現藍色。這兩顆星球具有許多共通點,例如相似的質量、大小、大氣成分,但它們的外觀卻不太相同-在天文望遠鏡的觀測下,海王星明顯比天王星更藍,這是為什麼?

近期刊登於《地球物理研究期刊:行星》(Journal of Geophysical Research: Planets)的研究說明天王星上存在著一層比海王星更厚的「霧氣顆粒」(haze particles),這使得天王星的顏色看起來比較淺。來自英國牛津大學(Oxford University)的研究團隊開發出一款能分析天王星與海王星大氣中氣懸膠體層(aerosol layer)的模型,此模型分析了三層不同大氣高度的氣懸膠體,而影響行星顏色的關鍵就在於大氣中的光化學霧氣層(layer of photochemical haze)。兩行星的光化學霧氣層由許多厚厚的霧氣顆粒組成,研究團隊推測天王星與海王星大氣中的甲烷冰(methane ice)會凝結於光化學霧氣層的顆粒上,形成「甲烷雪」(methane snow),進而減少大氣中的霧氣顆粒。

由於海王星的大氣擾動較為活躍,因此研究團隊認為海王星大氣中的甲烷雪成分會比較多,減少了光化學霧氣層裡的霧氣顆粒,使得海王星的光化學霧氣層較薄,用天文望遠鏡看到的海王星顏色也就比天王星更藍。

P. G. J. Irwin et al., Hazy blue worlds: A holistic aerosol model for Uranus and Neptune, including Dark Spots, Journal of Geophysical Research: Planets, Vol.127(6): e2022JE007189, 2022.