红外极光首次在天王星上得到确认

在近20年前的数据中，科学家们最终证实了天王星北部地区发光的红外极光的存在。

这一发现让天文学家填补了一些关于天王星极光的未知之处，也许还能解释为什么这颗行星离太阳这么远，还能比正常得温度高得多。

英国莱斯特大学的天体物理学家艾玛·托马斯（Emma Thomas）说：“包括天王星在内的所有气态巨行星的温度，都比模型预测的只受太阳加热的温度高出数百开尔文/摄氏度，这给我们留下了一个大问题：这些行星为什么会比预期的要热得多？”

有一种理论认为，高能极光是造成这种现象的原因，它产生并将来自极光的热量推向磁赤道。

当高能粒子加速冲向行星时，通常沿着磁力线，并与粒子相互作用，通常是在大气层中，当它们像雨点一样落在行星上时，就会产生极光。这种相互作用产生的电离会产生辉光。

尽管，它们在不同的世界看起来非常不同，但它们远非是地球独有的现象。

木星强大的、永久的极光在紫外线下闪耀，火星上的极光也是如此。金星和地球一样是绿色的。水星没有大气层，它的极光表现为地表矿物发出的X射线荧光。

自1986年以来，我们已经知道了天王星上的紫外线极光，甚至可能有X射线成分。科学家们认为，它一定也会有红外极光，就像在木星和土星上看到的那样。然而，尽管他们自1992年以来一直在寻找，但这种发光的证据被证明是难以捉摸的。

虽然，前往天王星探测器很少，但托马斯和她的团队认为，我们可能已经在没有意识到的情况下探测到了红外极光的发射。

2006年，凯克天文台的近红外光谱仪（NIRSPEC）对天王星进行了6小时的观测。正是在这里，研究人员决定进行研究。

他们仔细研究了224张图像，寻找一种特殊粒子 —— 电离三原子氢（H3+）的迹象。这种粒子发光的强度会随着温度的变化而变化，这意味着，它可以用来测量物体的热或冷。

但当研究人员在他们的数据中发现H3+的迹象时，他们发现H3+的密度增加了，但没有改变行星大气的温度。

这与天文学家期望通过红外极光看到的高层大气电离的增加是一致的。因此，他们说这个特征最终代表了在天王星大气中发现了红外极光。

由于极光与天王星的大气层和磁场都有联系，这一发现增加了一些信息，可能有助于我们更好地了解这个星球的一些更奇怪的谜团。例如，它的磁场有点混乱 —— 不仅倾斜，而且不对称。

托马斯说，它可以帮助我们更好地了解更广泛星系中海王星和天王星类世界的丰富程度，并评估它们是否适合生命存在。这是因为，我们可以研究这些外星世界的发光方式，根据我们对天王星的观察，推断出它们自己的大气层和磁层。

她说：“这篇论文是对天王星30年极光研究的高潮，它最终揭示了红外极光，并开始了天王星极光研究的新时代。我们的研究结果将继续扩大我们对冰巨极光的认识，并加强了我们对太阳系、系外行星甚至我们自己星球的行星磁场的理解。”