國際天文學(xué)界迎來一項突破性成果——由英國諾森比亞大學(xué)Paola Tiranti領(lǐng)銜的科研團隊，利用詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）首次構(gòu)建了天王星高層大氣的三維結(jié)構(gòu)模型。這項發(fā)表在《地球物理研究快報》的研究，通過分析近紅外攝譜儀（NIRSpec）連續(xù)15小時的觀測數(shù)據(jù)，成功繪制出從云頂至5000公里高度范圍內(nèi)的溫度與離子密度分布圖，為理解冰巨行星的大氣動力學(xué)提供了全新視角。

研究團隊在2025年1月的觀測中捕捉到天王星云層上方分子發(fā)出的微弱輻射信號。數(shù)據(jù)顯示，大氣溫度在3000至4000公里高度達到峰值，而帶電粒子密度最大值卻出現(xiàn)在約1000公里處，這種錯位分布現(xiàn)象直接指向行星內(nèi)部復(fù)雜的能量傳輸機制。更令人意外的是，縱向數(shù)據(jù)變化與天王星獨特的磁場結(jié)構(gòu)高度吻合——其磁軸與自轉(zhuǎn)軸存在60度偏角，導(dǎo)致磁層呈現(xiàn)顯著的"東倒西歪"特征。

"我們首次觀測到歪斜磁場如何重塑大氣環(huán)境。"Tiranti指出，韋布望遠鏡的超高精度使科學(xué)家能夠追蹤能量在大氣層中的垂直傳輸路徑。數(shù)據(jù)顯示，天王星高層大氣正以每十年約1.5開爾文的速度持續(xù)冷卻，當前平均溫度為426開爾文（約153℃），該數(shù)值既低于地面望遠鏡的歷史記錄，也低于旅行者2號探測器1986年飛掠時的測量值。

這項發(fā)現(xiàn)為冰巨行星的熱演化模型帶來關(guān)鍵修正。傳統(tǒng)理論認為行星大氣冷卻主要源于太陽輻射變化，但天王星的持續(xù)降溫趨勢自20世紀90年代初便已顯現(xiàn)，暗示其內(nèi)部可能存在未知的冷卻機制。研究團隊正在構(gòu)建新的數(shù)值模型，試圖解釋磁場與大氣環(huán)流之間的耦合效應(yīng)，該成果或?qū)⒅厮苋祟悓鈶B(tài)行星能量平衡的認知框架。