">">### 韦伯望远镜绘制天王星神秘高层大气结构
国际天文学家团队首次绘制出天王星高层大气的垂直结构，揭示了该行星大气中温度和带电粒子随高度的变化规律。借助NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec），团队对天王星观测近完整自转周期，探测到云层上方分子的微弱辉光。这一成果为冰巨星高层大气的能量分布机制提供了新视角。
该研究由英国诺森比亚大学的Paola Tiranti主导，绘制了天王星云层顶部以上5000公里处大气的温度和离子密度——这一区域为电离层，大气在此电离并与行星磁场强烈相互作用。这些独特数据首次清晰呈现了天王星极光的形成位置、其异常倾斜磁场的影响，以及过去三十年来大气持续降温的趋势。测量显示，温度峰值出现在3000至4000公里高度，离子密度最大值则在1000公里左右，且存在与磁场复杂几何结构相关的明显经度变化。
“这是我们首次以三维视角观测天王星高层大气，”Paola表示，“凭借韦伯望远镜的灵敏度，我们能追踪能量在大气中的向上传输，甚至能观测到其不对称磁场的影响。”
韦伯数据证实天王星高层大气仍在降温，延续了1990年代初开始的趋势。团队测得平均温度约426开尔文（约150摄氏度），低于地面望远镜或以往航天器的观测值。
研究在天王星磁极附近探测到两条明亮极光带，且两带之间部分区域存在发射和离子密度的明显耗竭，这一特征可能与磁场线的转换相...
“天王星磁层是太阳系中最奇特的之一，”Paola补充道，“它倾斜且偏离行星自转轴，导致极光以复杂方式扫过表面。韦伯望远镜如今展示了这些影响在大气中的延伸深度。通过如此详细地揭示天王星垂直结构，韦伯帮助我们理解冰巨星的能量平衡，这是系外巨型行星特征研究的关键一步。”
该研究基于詹姆斯·韦伯太空望远镜通用观测项目5073（首席研究员为英国诺森比亚大学的H. Melin），2025年1月19日使用NIRSpec积分场单元对天王星观测15小时，成果发表于《地球物理研究快报》。