美国国家航空航天局的哈勃望远镜和新视野号联手同时观测天王星

美国宇航局的哈勃太空望远镜（左）和美国宇航局新地平线的航天器（右）对天王星进行了成像。图像：uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局、STScI、萨曼莎·哈斯勒（麻省理工学院）、艾米·西蒙（NASA-GSFC）、新视野行星科学主题小组；图像处理：约瑟夫·德帕斯夸雷（STScI）、约瑟夫·奥姆斯特德（STScII）

（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局：美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜和新视野号航天器最近同时将目光投向天王星，使科学家能够从两个截然不同的角度对这颗行星进行直接比较。这些结果为未来研究其他恒星周围类似行星的计划提供了信息。

天文学家将天王星作为太阳系外类似行星（即系外行星）的替代品，将哈勃望远镜的高分辨率图像与新视野号的更远处图像进行比较。这种综合视角将帮助科学家在用未来的望远镜对其他恒星周围的行星进行成像时，更多地了解会发生什么。

剑桥麻省理工学院的主要作者、新视野科学团队的合作者萨曼莎·哈斯勒说：“虽然我们预计天王星在每个观测过滤器中的表现都不同，但我们发现天王星实际上比从不同角度获得的新视野数据中预测的要暗。”。

在这张图片中，天王星的两个三维形状（顶部）与美国宇航局哈勃太空望远镜（左下）和美国宇航局新地平线航天器（右下）的实际视图进行了比较。将哈勃望远镜的高分辨率图像与新视野号的较小视图进行比较，提供了一种综合的视角，这将有助于研究人员在用未来的天文台对其他恒星周围的行星进行成像时，更多地了解会发生什么。图像：uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局、STScI、萨曼莎·哈斯勒（麻省理工学院）、艾米·西蒙（NASA-GSFC）、新视野行星科学主题小组；图像处理：约瑟夫·德帕斯夸雷（STScI）、约瑟夫·奥姆斯特德（STScII）

对系外行星的直接成像是了解其潜在宜居性的关键技术，并为我们自己的太阳系的起源和形成提供了新的线索。天文学家使用直接成像和光谱学来收集观测到的行星的光线，并比较其在不同波长下的亮度。然而，对系外行星进行成像是一个出了名的困难过程，因为它们太远了。他们的图像只是精确的定位，因此不如我们对绕太阳运行的世界的特写镜头那么详细。研究人员还只能直接对“部分相位”的系外行星进行成像，即从地球上看，只有一部分行星被它们的恒星照亮。

天王星是一个理想的目标，用于测试其他望远镜对未来系外行星的远距离观测，原因有几个。首先，许多已知的系外行星也是性质相似的气态巨行星。此外，在观测时，新视野号位于天王星的远端，距离65亿英里，可以研究它的黄昏新月——这是地球无法做到的。在这个距离上，新视野号对这颗行星的观测只有其彩色相机中的几个像素，称为多光谱可见光成像相机。

另一方面，哈勃望远镜凭借其高分辨率，在距离天王星17亿英里的近地轨道上，能够看到气态世界白天的云层和风暴等大气特征。

哈斯勒补充道：“天王星在新视野号观测中只是一个小点，类似于从韦伯天文台或地面天文台直接成像的系外行星上看到的点。”。“哈勃望远镜为新视野号观测到的大气提供了背景。”

我们太阳系中的气态巨行星具有动态和可变的大气层，云层不断变化。这在系外行星中有多常见？通过哈勃望远镜了解天王星云层的细节，研究人员能够验证新视野号数据的解释。就天王星而言，哈勃和新视野号都发现，亮度并没有随着行星的旋转而变化，这表明云层特征并没有随着地球的旋转而改变。

然而，新视野号探测的重要性与这颗行星如何反射与哈勃望远镜或地球上或附近的其他天文台所能看到的不同相位的光有关。新视野号表明，在部分相位角和高相位角下，系外行星可能比预测的更暗，大气在部分相位下对光的反射也不同。

美国国家航空航天局正在建设两个主要的天文台，以推进系外行星大气和潜在宜居性的研究。

“这些具有里程碑意义的新视野号从任何其他方式都无法观测到的有利位置对天王星的研究增加了该任务的新科学知识宝库，并且与该任务中获得的许多其他数据集一样，对我们太阳系的世界产生了令人惊讶的新见解，”西南研究所的新视野首席研究员Alan Stern补充道。

这幅图显示了美国国家航空航天局的新视野号宇宙飞船从柯伊伯带深处看到的太阳系。新视野号目前距离地球估计超过50亿英里。当探测器最近观测到天王星时，它距离天王星65亿英里。在这项研究中，研究人员将这颗气态巨星用作系外行星的替代品，将美国国家航空航天局哈勃太空望远镜的高分辨率图像与新视野号的较小视图进行比较，以了解在对其他恒星周围的行星进行成像时会发生什么。图像：uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局、克里斯蒂安·尼维斯、拉尔夫·克劳福德、格雷格·培根

美国国家航空航天局即将发射的南希·格雷斯罗马太空望远镜将于2027年发射，它将使用日冕仪阻挡恒星的光线，直接看到气态巨行星。美国国家航空航天局的宜居世界天文台正处于早期规划阶段，将是第一台专门用于在绕其他恒星运行的地球大小的岩石行星上寻找大气生物特征的望远镜。

哈斯勒总结道：“研究天王星等已知基准在远距离成像中的表现，可以帮助我们在为未来的任务做准备时有更强烈的期望。”。“这对我们的成功至关重要。”

新视野号于2006年1月发射，于2015年7月对冥王星及其卫星进行了历史性的飞越，然后于2019年1月首次近距离观察了这些行星组成部分之一和柯伊伯带天体Arrokoth。新视野号目前正在进行第二次扩展任务，研究遥远的柯伊伯带天体，表征太阳的外日光层，并在太阳系遥远地区无与伦比的有利位置进行重要的天体物理学观测。

天王星的结果将于本周在爱达荷州博伊西举行的美国天文学会行星科学部第56届年会上公布。

哈勃太空望远镜已经运行了三十多年，并继续取得突破性的发现，这些发现塑造了我们对宇宙的基本理解。哈勃是美国国家航空航天局和欧洲航天局（ESA）之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心负责管理望远镜和任务操作。位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司也支持戈达德的任务操作。马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所由天文学研究大学协会运营，为美国国家航空航天局进行哈勃科学操作。

位于马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室（APL）建造并运营了新视野号航天器，并为美国国家航空航天局科学任务理事会管理该任务。位于科罗拉多州圣安东尼奥和博尔德的西南研究所通过首席研究员Alan Stern指导任务，并领导科学团队、有效载荷操作和遭遇科学规划。新视野号是美国国家航空航天局新边疆计划的一部分，由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国航空航天局马歇尔太空飞行中心管理。