哈勃太空望远镜拍到天王星的极光

　　近年来，人们更多地喜欢把目光投射在火星、木星、土星这样的行星身上，而常常忘记了太阳系中还存在其它有意思的行星。

　　天王星的环和它的极光。- ESA / 哈勃太空望远镜 / NASA / L. Lamy / 巴黎天文
　　天王星位于土星轨道和海王星轨道之间，是一个淡蓝色或蓝绿色的气体巨行星。通过可见光观察天王星，我们通常会发现一个光溜溜的、毫无特征可言的球体。
　　这两张照片是用旅行者2号与哈勃太空望远镜拍摄的照片合成的。它们展示了天王星这个太阳系中极为古怪的行星的环，以及它的极光（右图中的那两个白色斑点）。
　　上世纪80年代，美国宇航局的旅行者2号向地球发回了大量壮观的太阳系行星近照。通过这些照片，我们开始了解，我们原本以为地球才有的许多自然现象在其它行星上也有，比如极光。
　　制造出极光的是带电粒子流——比如电子流。它们有的来自太阳风，有的来自行星电离层，有的来自卫星的火山活动。这带电粒子一旦被行星或卫星的强大磁场俘获，便会被导向行星或卫星的上层大气（如果有的话）。在那里，它们会和气体粒子，如氧或氮分子相互作用，爆发出绚丽的光辉。
　　许多地球之外的行星如木星和土星都有极光。对于这些极光科学家了解得不少。但对于太阳系的另外一个气体巨行星——天王星，以及发生在它身上的极光现象，人们却知道的不多。
　　2011年，哈勃太空望远镜作为一台运行在地球附近的观测设备，首次拍到了天王星的极光。2012和2014年，巴黎天文台的一些天文学家运用哈勃太空望远镜的紫外观测能力，再次瞥到了天王星极光的面貌。
　　通过追踪来自太阳爆发的行星际冲击波，天文学家捕捉到了它们在天王星上造成的极为猛烈的极光现象，并观察到了这些极光随行星自转而转移位置的首个直接证据。与此同时，他们还“找回”了天王星的磁极。天王星的磁极在1986年被旅行者2号发现后不久，便因测量中存在的不确定性和天王星表面的无特征性而“丢”了。
　　天王星确实是一颗非常古怪的行星。比如它的赤道面和公转轨道面夹角达到了97度以上，它是太阳系中唯一一颗“躺”在轨道上绕太阳运行的行星。也许它在遥远的过去曾经和另外一个大天体发生过碰撞。但总体而言，人们对它的研究和了解还非常少。