哈勃望远镜历时十年观测的巨行星们
哈勃望远镜历时十年观测的巨行星们
哈勃太空望远镜历时十年，持续观测太阳系中的四颗巨行星——木星、土星、天王星和海王星，为我们揭示了这些神秘星球大气层的奥秘。
哈勃太空望远镜近10年来拍摄的木星、土星、天王星、海王星的图像。下段是木星，中段是土星，上段左边是天王星，上段右边是海王星。图源：NASA、ESA、A.Simon（NASA-GSFC）、M.H.Wong（加州大学伯克利分校）、J.DePasquale（STScI）
这些行星图像是基于“OPAL（Outer Planet Atmospheres Legacy外行星大气层遗留）”计划下拍摄的，该计划旨在捕捉太阳系中巨大行星的大气变化。OPAL始于2014年，今年迎来了10周年，是一项长期观测计划。
首先引人注目的是土星，7幅图像呈山形排列。由于土星的自转轴相对于公转轨道平面倾斜约27度，从地球上看土星环的外观会逐渐发生变化。从哈勃太空望远镜自2018年至2024年每年拍摄的土星来看，隐藏在南半球环中的部分逐渐开始显现，同时可以看到云层色调的变化。顺便说一下，明年2025年土星的正侧面将面向地球和太阳，届时从地球上将会几乎看不到土星环。
接下来我们要关注的是天王星。1986年美国国家航空航天局(NASA)的“旅行者2号”行星探测器拍摄的明亮蓝绿色的天王星没有明显的云，但哈勃太空望远镜捕捉到了北极周围像白帽子一样厚厚的雾霾的极冠。公转周期约84年的天王星的自转轴倾斜约98度，因此北极和南极的白天和黑夜分别持续42年。天王星将于2028年迎来夏至，届时从地球上可以正面观测到极冠。
虽然不像天王星那么显眼，但海王星也能捕捉到被称为暗斑的高气压漩涡和云的变化。1989年旅行者2号飞越探测时首次拍摄的暗斑，之后使用哈勃太空望远镜的观测表明，暗斑在2年~6年的时间里反复出现和消失。另外，通过分析哈勃太空望远镜等的观测数据，还发现海王星云层的增减与太阳11年周期的活动有关。
最后，可不能忘记太阳系最大的行星。哈勃太空望远镜持续捕捉到木星大气中出现和消失的几次风暴和云带的变化，以及木星最大的特征——大红斑。木星的自转轴仅倾斜约3度，但由于公转轨道的形状相比正圆略有扭曲，因此离太阳最近时的距离（近日点距离）和离太阳最远时的距离（远日点距离）变化约5%。因此，哈勃太空望远镜正在OPAL计划下观测木星大气中产生的季节性影响。
题头的图像由运营哈勃太空望远镜的美国太空望远镜科学研究所(STScI)、NASA及欧洲空间局(ESA)于2024年12月9日发布。
来源
· STScI - NASA's Hubble Celebrates Decade of Tracking Outer Planets
· NASA - NASA's Hubble Celebrates Decade of Tracking Outer Planets
ESA/Hubble - Hubble celebrates a decade of tracking the outer planets