韋伯望遠鏡首度捕捉海王星極光 揭開太陽系最冷行星的神秘面紗

美國航太總署的韋伯太空望遠鏡(JWST)近日完成了一項歷史性任務，成功拍攝到海王星上神秘的極光現象。這項發現不僅彌補了1989年航海家2號探測器未竟的遺憾，更為科學家揭開了這顆冰巨行星大氣層的奧秘。

根據3月26日發表在《自然》期刊的研究報告，韋伯望遠鏡透過紅外線觀測，首次捕捉到海王星中緯度地區的極光活動。這些極光會產生一種特殊的三氫陽離子(H₃⁺)，這種分子是氣態巨行星富含氫氣的大氣層中極光活動的標誌性產物。雖然科學家早在30多年前就觀測到木星、土星和天王星的極光，但海王星的極光卻一直難以被偵測。

極光的形成原理是太陽噴發的高能帶電粒子被行星磁場捕獲後，沿著磁力線向兩極移動，途中與大氣分子碰撞並使其電離發光。有趣的是，地球的極光只出現在靠近南北極的高緯度地區，但海王星由於磁軸與自轉軸有47度傾斜，其極光反而出現在中緯度區域，相當於地球南美洲的位置。

英國諾森比亞大學行星科學家亨裡克·梅林表示：「只有韋伯望遠鏡的近紅外線靈敏度才能成功拍攝到海王星的極光活動。這些影像不僅清晰呈現極光細節，其精確度更令我們驚嘆。」研究團隊在2023年6月利用韋伯的近紅外光譜儀，成功偵測到三氫陽離子的存在，這項發現破解了過去30多年來地面望遠鏡始終無法觀測到的謎團。

更令人意外的是，科學家發現海王星高層大氣溫度自1989年航海家2號飛掠以來已下降數百度。梅林指出：「2023年的溫度僅有1989年的一半左右。」這種劇烈降溫可能是導致極光訊號微弱、難以偵測的主因。

英國萊斯特大學行星科學家萊·弗萊徹強調：「這項發現證實未來探測天王星和海王星的任務中，配備紅外線觀測儀器將至關重要。韋伯望遠鏡終於為我們開啟了觀測氣態巨行星電離層的最後一扇窗。」