在太陽系中，有一對色澤美麗的行星，它們的許多數(shù)據(jù)都十分接近，主要成分基本相同，因此被稱為太陽系的“雙胞胎”，那就是天王星和海王星。

英國《皇家天文學會月刊》近日發(fā)表的一項研究成果向人們揭示了這對行星的“顏色奧秘”。研究發(fā)現(xiàn)，天王星隨季節(jié)變換會呈現(xiàn)不同顏色，它84年圍繞太陽公轉(zhuǎn)一圈，夏至和冬至時顏色偏綠，春分和秋分時顏色偏藍。而其顏色差異與其大氣中甲烷的含量相關(guān)。

圖為美國國家航空和航天局發(fā)布的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星（從上至下）的合成照片。（新華社發(fā)）

“這項研究為人們解釋了天王星顏色季節(jié)性差異的問題?！鼻迦A大學天文系光學工程師王卓驍表示，由于天王星是“躺著”自轉(zhuǎn)，“像是在公轉(zhuǎn)軌道上滾著運行”，于是在春分和秋分時段，天王星的赤道會面向地球，而夏至和冬至則是其極區(qū)面向地球。天王星的甲烷含量赤道多、極區(qū)少，因甲烷吸收紅光和綠光，于是赤道偏藍，而天王星極區(qū)被發(fā)現(xiàn)存在甲烷冰晶顆粒，能強烈吸收紅光和藍光，因此極區(qū)顏色略顯綠色。

在太陽系中，天王星和海王星都是典型的“冰巨星”。據(jù)介紹，不同于地球等巖質(zhì)行星，也不同于木星、土星等氫和氦占比超過90%的氣態(tài)巨行星，冰巨星的成分僅包含20%左右的氫和氦，其余多為甲烷、氨和水等無機小分子。冰巨星的“冰”也不僅指水冰，由于在外太陽系缺少太陽熱輻射，冰巨星大氣中一定比例的氨、二氧化碳、甲烷在季節(jié)性變化中也可由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)和固態(tài)，形成干冰、氨冰和甲烷冰等。

圖為北京星空攝影愛好者王億文2023年9月14日在北京豐臺拍攝的天王星。（本人供圖）

這項研究同時指出，美國“旅行者2號”探測器所拍攝的天王星圖像顏色接近“真實”，而海王星的顏色則被“人為地調(diào)得太藍”，其實天王星和海王星的顏色差別不大，均為淡淡的藍綠色，前者因外層包裹的氣霧層更厚而顏色略淺。

“海王星的確比天王星略偏藍，因為海王星的氣溶膠層較薄，光線更易深入海王星大氣層內(nèi)部，使得紅光進一步被吸收，偏藍的光被反射出來?！蓖踝框斦f，這和大海呈現(xiàn)藍色的基本原理類似，水也能強烈吸收紅光。但同時，“人為調(diào)色”的情況也確實存在。

據(jù)他介紹，“旅行者2號”1989年飛掠海王星時，研究人員發(fā)現(xiàn)其南半球有一塊大暗斑，但是對比度較弱，為提升海王星圖片的展示度，采取了一定的處理，讓大暗斑更顯著，隨后這張色調(diào)嚴重偏藍的海王星圖片便廣為傳播。

圖片說明：上圖是美國“旅行者2號”探測器拍攝的海王星，下圖是哈勃太空望遠鏡拍攝的海王星。（來源：美國國家航空航天局官方網(wǎng)站）

“其實，海王星顏色的誤區(qū)并非今天才被大家了解。過去十幾年來，隨著業(yè)余望遠鏡的普及，越來越多的人可以利用望遠鏡觀測，親眼看到天王星和海王星這對太陽系‘雙胞胎’的真實樣貌?！蓖踝框敱硎?。

此外，天王星為何“躺著”自轉(zhuǎn)，也是個有趣的謎題。王卓驍認為，這可能源于太陽系早期的動力學演化，受大行星之間相互引力拉扯以及受小天體相互碰撞影響所致。（記者魏夢佳）