45億公里外驚見發光帶！JWST首次清楚捕捉海王星極光

NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）再度刷新太陽系邊緣觀測紀錄，首次在紅外波段清楚觀測並確認海王星極光，為這顆距離太陽約45億公里的冰巨星提供前所未有的影像與光譜資料。記者林育如／編譯

NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）再度刷新太陽系邊緣觀測紀錄，首次在紅外波段清楚觀測並確認海王星極光，為這顆距離太陽約45億公里的冰巨星提供前所未有的影像與光譜資料。

左圖為NASA哈伯太空望遠鏡拍攝的海王星增強色影像；右圖則將該影像與NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測數據結合呈現。青色斑點代表極光活動，白色雲層則來自韋伯近紅外光譜儀（NIRSpec）的資料，疊加於哈伯廣域相機3號所拍攝的整體行星影像之上。（圖／NASA）

這次觀測於2023年6月進行，JWST使用近紅外光譜儀（NIRSpec）成功偵測到海王星高層大氣中的極光訊號，並取得清晰的光譜資料，證實極光確實存在，這也是人類首次以高解析紅外觀測方式清楚捕捉到海王星極光。

不同於地球或木星極光主要集中在南北極，海王星的極光分布在中緯度區域，顯示其磁場結構與其他行星不同。科學家指出，海王星磁軸與自轉軸傾斜約47度，使帶電粒子進入大氣時產生偏移，進而在不同緯度形成發光區域。

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極光的來源來自太陽風中的高能帶電粒子，當這些粒子進入行星上層大氣後，與氣體分子碰撞並釋放能量，其中以「三氫離子（H₃⁺）」的紅外輻射最為關鍵，也是氣體巨行星極光共同的重要特徵。

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研究也指出，相較1989年航海家2號探測時期，海王星上層大氣顯示出不同的溫度狀態，但目前仍無法精確量化變化幅度，仍需後續觀測進一步釐清。

由於海王星距離遙遠、極光亮度偏弱，加上磁場結構特殊，過去長期難以清楚觀測。JWST的高靈敏紅外儀器，才首次讓這個極光現象以清晰影像與光譜形式被記錄下來。

這項成果不僅補齊太陽系四大巨行星（木星、土星、天王星、海王星）的極光觀測資料，也為研究冰巨星磁場與大氣交互作用提供重要基礎。未來JWST將持續追蹤海王星在不同太陽活動週期中的變化，進一步理解其磁場環境。

資料來源：NASA、Daily Galaxy

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