令人惊叹的灯光秀（主图）哈勃望远镜观测到的天王星，加上红光（插图）JWST观测到的土星极光（图片来源：NASA,ESA,CSA,STScl,M.Jiscareno(SETI研究所）。

赫德曼（爱达荷大学），硕士。El Mautamid（康奈尔大学）,M。Showalter（SETI研究所）,L。弗莱彻（莱斯特大学）,H。Hammel(AURA);J.的图像处理。DeRasavale(STScu.)

詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将开始研究太阳系巨行星天王星和土星的壮观灯光秀。莱斯特大学的两个独立的天文学家团队将使用价值100亿美元的太空望远镜来研究气态巨行星土星和寒冷的冰巨行星天王星的极光。目的是更详细地解释在不同行星上创造这些极地光显示的过程。“JWST已经改变了我们对宇宙的看法，从太阳系，我们自己的宇宙后院，到时间之初形成的第一个星系，”莱斯特大学物理和天文学学院的Henrik Melin将领导天王星的调查，在一份声明中说。

“我很高兴能在这个非凡的天文台上获得时间，这些数据将从根本上塑造我们对土星和天王星的理解。极光是地球上的天文观测者所熟悉的令人惊叹的北极光和南极光，当它们出现时，可以沿着我们星球的两极看到。当太阳风的带电粒子撞击地球的保护磁场时，地球上就会产生这些光影。这些粒子沿着磁场线行进，并在地球后面流动-但是，当它们这样做时，它们与我们大气中的粒子相互作用，产生发光的光。

令人惊叹的灯光秀当太阳在所谓的日冕物质抛射中爆发出大量的恒星等离子体时，极光更加明显，可以在地球的低纬度地区看到。虽然之前在其他太阳系行星上也看到过极光，并且在任何有大气层和磁场的行星周围都可能出现极光，但对这些外星光线的了解却很少。北极光照亮了芬兰湾的天空。目前，人们对天王星的极光知之甚少，天王星是一个拥有水、氨水和甲烷大气层的冰巨人。实际上，直到去年，经过三十年的调查，莱斯特大学物理与天文学学院的一个研究小组——由博士生艾玛·托马斯（Emma Thomas）领导——才证实了天王星周围的红外线极光。

由于过去与一个大致地球大小的天体的撞击，天王星以97.77度的角度倾斜。这意味着它的两极几乎直接朝向和远离太阳，它的极光位于太阳系行星的赤道附近。当梅林和他的同事们使用JWST观察天王星的极光时，这是太阳的第七颗行星，他们将调查之前发现的天王星极光所暗示的一些东西：这颗遥远行星的极光是否负责保持它比预期的温暖？“包括天王星在内的所有气态巨行星的温度都比模型预测的度数高，如果只是被太阳加热，这让我们面临着这些行星如何比预期的要热得多的大问题。”托马斯去年说。“一种理论认为，高能极光是这种现象的原因，它产生并将极光的热量推向磁赤道。

一位艺术家对新发现的红外极光的印象叠加在哈勃太空望远镜的天王星照片上。

JWST对天王星的研究将于2025年初开始；它将在一天内拍摄这颗冰巨人的图像，持续大约17个地球小时。这将使研究小组能够在天王星磁场的整个旋转中绘制极光发射图。科学家们还将致力于发现，当天王星磁场与太阳风相互作用时，是否会产生辐射，就像在地球上发生的那样，或者相互作用的带电粒子是否来自系统内类似于木星创造极光的来源。

天王星的极光也有可能是这些现象的组合产生的，就像土星的极光似乎是产生的一样。JWST的NIRCam仪器观测到的土星。（图片来源：NASA,ESA,CSA,Matthew Jiscareno,(SETI研究所）),Matthew Hadman（爱达荷大学）,Marxame,El Mautamid（康奈尔大学）,Mark Showalter（SETI研究所）,Leigh Fletcher（莱斯特大学）,Heidi Hammel(AURA)JWST土星极光项目由波士顿大学空间物理中心科学家卢克·摩尔领导，将在整个10.6小时的土星日中观察这颗气体巨人的北部极光区域。

这将使团队能够监测该区域的温度如何随着气体巨星的旋转而变化。通过首次揭示土星大气中的极光能量，该团队希望更多地了解这颗气态巨行星大气中驱动其极光的带电粒子的来源。-海王星的云已经消失，太阳可能是罪魁祸首（视频）詹姆斯·韦伯太空望远镜发现神秘的极光暗示“失败的恒星”土星的海洋卫星泰坦可能无法支持生命。

两个JWST巨行星研究将使用强大的太空望远镜的高灵敏度近红外相机（NIRCam）仪器进行。一旦这些发现掌握在手，科学家可以更好地了解在太阳系中产生极光的过程，以及这些机制在地球上的作用。也许这些结果可以帮助天文学家收集关于太阳系外行星周围极光的信息：系外行星，“系外行星”。“迄今为止发现的大多数系外行星都属于亚海王星类别，因此在物理上与海王星和天王星的大小相似。这也可能意味着类似的磁场和大气特征，”托马斯说。“通过分析天王星的极光，它直接连接到行星的磁场和大气，我们可以预测这些世界的大气和磁场，从而预测它们是否适合生命。

By：Robert Lea

FY: 何丹怀

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来源: 天文在线