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【韦伯望远镜首次绘制天王星高层大气三维结构图】国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯空

【韦伯望远镜首次绘制天王星高层大气三维结构图】国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的NIRSpec仪器,首次完整绘制了天王星高层大气的垂直结构,揭示了温度与带电粒子随高度变化的分布规律。研究团队对天王星进行了近15小时(接近一个自转周期)的持续观测,探测到云层上方分子发出的微弱辉光。数据显示,电离层(大气层顶部至云层上方5000公里区域)的温度在3000至4000公里高度达到峰值,而离子密度最大值出现在约1000公里高度,并呈现与磁场几何结构相关的经度变化特征。观测证实,天王星高层大气自20世纪90年代初以来持续降温趋势,测得平均温度约426开尔文(约150摄氏度),低于地面望远镜及先前航天器的记录值。研究团队在磁极附近探测到两条明亮极光带,并在两带之间的部分区域发现辐射与离子密度显著降低的暗区,此现象可能与磁力线过渡区有关,类似特征此前已在木星观测到。天王星磁层具有太阳系中最特殊的结构之一:其磁场轴相对于自转轴大幅倾斜且存在偏移,导致极光以复杂轨迹扫过行星表面。韦伯望远镜的高灵敏度数据首次三维呈现了这种不对称磁场对大气深层的渗透效应,为理解冰巨星能量平衡机制及系外行星特征描述提供了关键依据。