臺北市立天文科學教育館

天王星（左）與海王星

在太陽系的八大行星中天王星和海王星最像雙胞胎，它們的大小、質量、成分與結構、甚至連旋轉速度都近似，但是，海王星有迷人、夢幻般的天藍色，還帶有可見的旋轉風暴，天王星卻呈現單調的淡青色，這兩顆行星如此相似，顏色卻是明顯不同，為什麼?

根據牛津大學行星物理學家Patrick Irwin領導的一個研究小組發現，因為有一層霧霾包覆，稀釋了天王星的藍色調。

天王星和海王星的結構非常相似，都有一個小的岩石核心，被水、氨和甲烷冰所包覆；氣態大氣由氫氣、氦氣和甲烷組成，但就像太陽系中的所有其他大氣一樣，並不是均勻分布而是分層的。

研究團隊分析了這兩顆行星的可見光和近紅外的觀測結果，建構了新的、能夠很完整地複製觀測結果的大氣層模型。

在他們的模型中，兩顆行星都有一層光化學霧，這是來自太陽的紫外線輻射分解大氣中的氣溶膠顆粒，產生的霧霾顆粒，研究人員稱之為 Aerosol-2層。在天王星上，Aerosol-2層的不透明度幾乎是海王星上的兩倍，因為這些粒子吸收紫外線，具有幾近白色的可見反射光譜，所以天王星觀察到的紫外線反射率較低，也解釋了為什麼天王星在人眼看來比海王星的藍色更淡許多，以及為什麼黑點在海王星比較容易被觀察到。

Aerosol-2層下方被稱為 Aerosol-1層是更深的霧層，是甲烷重新蒸發與沉積的霧霾顆粒，這些霧霾顆粒凝結成硫化氫的亞微米晶體，該區域的光譜特徵與冰和黑霧一致，研究小組認為， Aerosol-1區域是在海王星上觀察到的斑點和條帶等暗特徵的起源地，如果海王星的 Aerosol-2層更薄、更透明，這些特徵就會更明顯。

目前尚不清楚為什麼海王星的Aerosol-2層不如天王星的緻密，但研究人員認為，海王星的大氣層可能比天王星更能有效地通過釋放甲烷來清除霧霾。（編譯/劉愷俐）

資料來源：Science Alert