天文学家发现了海王星云丰度变化与 11 年太阳周期之间的联系，在太阳周期中，太阳纠缠磁场的盈亏驱动了太阳活动。
这一发现基于宇航局 哈勃太空望远镜 和 夏威夷WM 凯克天文台三十年来对海王星的观测 ，以及来自 加利福尼亚州利克天文台的数据。
海王星和太阳活动之间的联系令行星科学家感到惊讶，因为海王星是太阳系最远的主行星，接收到的阳光强度约为地球接收强度的 0.1%。然而，海王星的全球多云天气似乎是由太阳活动驱动的，而不是海王星的四个季节，每个季节持续约 40 年。
目前，海王星上的云层覆盖率非常低，除了一些盘旋在这颗巨行星南极上空的云层。加州大学伯克利分校 (UC) 伯克利分校领导的天文学家团队发现，通常在这颗冰巨星中纬度地区看到的丰富云层在 2019 年开始消退。
“我对海王星上云层消失的速度感到惊讶，”加州大学伯克利分校天文学名誉教授、该研究的资深作者伊姆克·德佩特说。“我们基本上看到云活动在几个月内下降了，”她说。
天体物理中心研究生埃兰迪·查韦斯 (Erandi Chavez) 表示：“即使是四年后的现在，我们今年 6 月拍摄的最新图像仍然显示云层尚未恢复到以前的水平。” 马萨诸塞州剑桥市的哈佛史密森学会 (CfA) 领导了这项研究，当时她还是加州大学伯克利分校的天文学本科生。“这是非常令人兴奋和出乎意料的，特别是因为海王星之前的低云活动时期并没有那么剧烈和持续时间长。”
为了监测海王星外观的演变，查韦斯和她的团队分析了凯克天文台 2002 年至 2022 年拍摄的图像、哈勃太空望远镜从 1994 年开始的档案观测数据，以及加利福尼亚州利克天文台 2018 年至 2019 年的数据。
近年来，凯克观测得到了 暮光区计划 和哈勃 外行星大气遗产(OPAL)计划的一部分拍摄的图像的补充。
这些图像揭示了海王星云层季节变化和太阳周期之间的有趣模式——太阳的磁场每 11 年翻转一次，变得像毛线团一样更加纠结。这在太阳黑子数量的增加和太阳耀斑活动的增加中显而易见。随着周期的进行，太阳的剧烈行为达到最大值，直到磁场减弱并反转极性。然后太阳又回到最低点，只是为了开始另一个周期。
当太阳遇到暴风雨天气时，更强烈的紫外线(UV)辐射会淹没太阳系。研究小组发现，太阳周期高峰期两年后，海王星上出现越来越多的云。研究小组进一步发现，云层数量与冰巨星反射阳光的亮度之间存在正相关关系。
德佩特说：“这些引人注目的数据为我们提供了迄今为止最有力的证据，证明海王星的云层覆盖与太阳的周期相关。” “我们的发现支持这样的理论：太阳的紫外线如果足够强，可能会引发光化学反应，从而产生海王星云。”
科学家通过观察 29 年海王星观测记录中的 2.5 个云活动周期，发现了太阳周期与海王星多云天气模式之间的联系。在此期间，海王星的反射率在 2002 年增加，然后在 2007 年变暗。海王星在 2015 年再次变亮，然后在 2020 年变暗至有史以来观测到的最低水平，此时大部分云层都消失了。
由太阳引起的海王星亮度的变化似乎与行星上云层的进出相对同步。然而，太阳周期的高峰期和海王星上看到的丰富云层之间存在两年的时间滞后。这些化学变化是由光化学引起的，光化学发生在海王星高层大气的高处，需要一段时间才能形成云。
凯克天文台天文学家、该研究的合著者卡洛斯·阿尔瓦雷斯表示：“能够使用地球上的望远镜来研究距离我们超过 25 亿英里的世界的气候，真是令人着迷。” “技术和观测的进步使我们能够限制海王星的大气模型，这对于理解冰巨星的气候与太阳周期之间的相关性至关重要。”
然而，还需要做更多的工作。例如，虽然紫外线阳光的增加可能会产生更多的云和雾，但也可能使它们变暗，从而降低海王星的整体亮度。海王星上从深层大气升起的风暴会影响云层，但与光化学产生的云无关，因此可能会使与太阳周期的相关研究复杂化。还需要继续对海王星进行观测，看看目前几乎没有云层的情况会持续多久。
研究团队继续跟踪海王星的云活动。“我们在最新的凯克图像中看到了更多的云层，这些图像是在宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察这颗行星的同时拍摄的;这些云层尤其出现在北纬地区和高海拔地区，正如观测到的云层增加所预期的那样。过去大约两年的太阳紫外线通量，”德佩特说。
来自哈勃、韦伯太空望远镜、凯克天文台和利克天文台的综合数据将有助于进一步研究导致海王星动态外观的物理和化学，这反过来可能有助于加深天文学家不仅对海王星的理解，而且有助于加深天文学家对海王星的了解。系 外行星，因为太阳系以外的许多行星被认为具有类似海王星的品质。
研究 结果 发表在 《伊卡洛斯》杂志上。
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