就好像精致的虹彩仙女在宇宙轨道上赛跑一样，海王星的光环在詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST) 拍摄的令人惊叹的新视野中闪闪发光，这是迄今为止建造的最强大的外星天文台。这是自 1989 年航海者 2 号飞越地球以来获得的最清晰的行星环图像，它揭示了许多前所未见的细节。
“对我来说，看 JWST 的新海王星图像就像是和一个十多年没见的朋友见面——他们看起来很棒， ”美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家简·里格比 (Jane Rigby) 写道。该机构的 JWST 运营项目科学家，在给《科学美国人》的电子邮件中。
在2021 年圣诞节的一次令人痛心的发射之后，该望远镜于今年 7 月开始全面运行，此后以令人瞠目结舌的星云图像和可能“打破宇宙学”的古老星系的发现而成为新闻的焦点。但是，当 JWST 敏锐的红外线眼睛转向我们太阳系的世界随从时，它们也在离家更近的地方打开了新的视野。
例如，望远镜对海王星的观察以前所未有的清晰度显示了这颗行星脆弱的尘埃带。欧洲航天局 (ESA) 高级科学顾问兼 JWST 科学工作组成员马克·麦考林 (Mark McCaughrean) 说，这些在明亮的、以冰为主的环之间显示为模糊颗粒。
当亚利桑那大学的天文学家 Marcia Rieke 有机会观察海王星的新景观时，她说，“像往常一样，我被我们所看到的震撼了。” Rieke 目前是 JWST 的主要成像仪（称为近红外相机 (NIRCam)）的首席研究员，他回忆起几年前曾在亚利桑那州基特峰使用地面望远镜观察海王星环。“我们基本上什么都没看到，因为这些环又薄又结块，”她说。“[使用 JWST] 如此清晰、轻松地看到它们真是太好了。”
甲烷冰云在图像中显示为明亮的条纹和斑点，在大约28 亿英里外到达海王星的微弱阳光下闪闪发光。这颗行星的 14 颗卫星中的 7 颗也被塞进了 JWST 照片中。最亮的是奇怪的海卫一，这是一颗被氮冰覆盖的巨大天然卫星，反射了大约 70% 的入射阳光。大多数行星卫星，包括海王星周围的所有其他卫星，都随着行星宿主的自转而运行，而海卫一则以相反的方向运行。该轨道向研究人员表明，该天体可能是很久以前被海王星引力捕获的来自外太阳系的移民。
“去测量海卫一的光谱真的很酷，因为它代表了一个来自更远的地方，”麦考林说。
JWST 的红外视图还显示了围绕赤道的薄薄的发光带，这可能是由于作为全球大气环流不断搅动模式的一部分流向海王星中纬度地区的温暖气体产生的。根据欧空局的新闻稿，这些特征可能会推动地球上的强风和风暴。
康奈尔大学天文学副教授 Nikole Lewis 说：“真正让我眼前一亮的是海王星大气中所有华丽的云层和风暴。” “海王星在太阳系中测量到的风速最高，赤道附近的平均风速为每小时 700 英里，在某些地方的最高风速超过每小时 1,000 英里。” 虽然刘易斯自己与 JWST 的合作将专注于太阳系以外的行星，但她称新图像是“其动荡天气的惊人快照”。
与提供某一时刻海王星快照的航海者 2 号不同，只要天文台本身存在，JWST 对海王星和其他太阳系居民的研究将继续进行。麦考林说，通过将这些和未来的 JWST 图像与航海者 2 号的图像进行比较，科学家们希望了解更多关于地球上长期大气变化的信息，例如海王星的季节。因为这颗行星沿其轴心倾斜 28 度角，所以它经历了四个季节，就像地球一样。但在海王星上，由于该世界围绕太阳进行了长达 164 年的漫长旅程，因此每一个都持续大约 40 年。麦考林说，这意味着与航海者 2 号飞过时相比，这颗行星即将进入一个不同的季节。
虽然海王星可能是新发布的快照的皇冠上的明珠，但放大的视图显示了“悬挂在太空中的行星的一点点诗意的一面，”麦考林说，指的是遥远的恒星和星系的背景似乎包围了冰巨人。
JWST 距离地球近 100 万英里，充满了成像工具，将继续提供更深入、更清晰的宇宙观和我们在其中的位置。“即使在短短几个月内，JWST 就已经开始添加这种宇宙视角，去测量海卫一的光谱真的很酷，因为它代表了一个来自更远的地方，”麦考林说。