在过去30年的观测中，海王星上的云层首次几乎消失。从1994年到2022年，这颗蓝色的大行星通过凯克天文台的镜头从夏威夷的莫纳克亚拍摄的照片，以及美国宇航局哈勃太空望远镜从太空拍摄的照片显示，除了南极之外，云层几乎消失了。
发表在《伊卡洛斯》杂志上的观测结果进一步揭示了海王星云层消失与太阳周期之间的联系——这是一个令人惊讶的发现，因为海王星是离太阳最远的大行星，而且只接收到地球上900分之一的阳光。
由加州大学伯克利分校领导的一个天文学家团队发现，通常在这个冰冷巨人的中纬度地区看到的大量云层在2019年开始消退。
“我对海王星上的云层如此迅速消失感到惊讶，”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·帕特说。“我们基本上看到云层活动在几个月内下降。”
哈佛大学天体物理中心的研究生Erandi Chavez说:“即使四年后，我们在今年6月拍摄的图像显示，云层还没有恢复到以前的水平。”她在加州大学伯克利分校攻读天文学本科时领导了这项研究。“这是非常令人兴奋和意想不到的，特别是因为海王星之前的低云层活动时期并没有那么剧烈和持久。”
为了监测海王星外观的演变，查韦斯和她的团队使用凯克天文台的第二代近红外相机(NIRC2)及其自适应光学系统(自2002年以来)，以及利克天文台(2018-2019年)和哈勃太空望远镜(自1994年以来)的观测数据，分析了1994年至2022年拍摄的图像。
近年来，凯克天文台的观测得到了凯克天文台暮光观测计划和哈勃太空望远镜拍摄的外行星大气遗产(OPAL)计划的补充。
这些数据揭示了海王星云层覆盖变化和太阳周期之间的一个有趣模式。太阳周期是太阳磁场每11年翻转一次，导致太阳辐射水平波动的时期。当太阳发出更强烈的紫外线(UV)光，特别是强烈的氢莱曼α发射时，大约两年后，海王星上出现了更多的云层。研究小组进一步发现，云层的数量与这颗冰巨星反射的阳光亮度呈正相关。
“这些引人注目的数据给我们提供了迄今为止，海王星的云层覆盖与太阳周期相关的最大证据，”德·帕特说。“我们的发现支持了这样一个理论，即太阳的紫外线，当足够强的时候，可能会引发光化学反应，产生海王星的云。”
太阳活动周期和海王星多云天气模式之间的联系来源于对海王星29年观测记录的2.5个云层活动周期。在此期间，地球的反射率在2002年增加(亮度最大值)，然后在2007年变暗(亮度最小)，在2015年再次变亮，然后在2020年变暗到有史以来的最低水平，这是大部分云层消失的时候。
太阳引起的海王星亮度的变化似乎与行星上云层的来来去去相对同步。
然而，考虑到其他因素的复杂性，需要做更多的工作来揭示这种相关性;例如，虽然紫外线照射的增加会产生更多的云层和雾，但也会使它们变暗，从而降低海王星的整体亮度。海王星上从大气层深处升起的风暴影响云层覆盖，但与光化学产生的云层无关，因此可能使与太阳周期的相关性研究复杂化。还需要继续观察海王星，看看目前几乎没有云层的情况会持续多久。
这一发现增加了对这个蓝色世界极度活跃和混乱的大气的令人兴奋的观察，其特征是甲烷云被超音速风(我们太阳系中有记录的最快风速)鞭打着。1989年，美国国家航空航天局(NASA)的旅行者2号(Voyager 2)飞船在飞越海王星时拍摄了最早也是最引人注目的图像之一，显示了一个名为“大黑点”的巨大风暴系统。此后还发现了其他风暴和黑点，特别是2017年的大型赤道风暴和2018年北纬地区的大型黑点。
凯克天文台的工作人员天文学家、该研究的合著者卡洛斯·阿尔瓦雷斯(Carlos Alvarez)说:“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，这是令人着迷的。”“技术的进步以及我们的暮光观测计划使我们能够限制海王星的大气模型，这是理解冰巨星气候与太阳周期之间关系的关键。”
研究小组继续追踪海王星的云层活动。最近拍摄于2023年6月的图像与美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的近红外和中红外图像是同时获得的。
“我们在最近的图像中看到了更多的云层，特别是在北纬和高海拔地区，正如在过去2年里观测到的太阳紫外线通量增加所预期的那样，”德·帕特说。
来自JWST和凯克天文台的联合数据将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对海王星和系外行星的理解。
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