閃耀在一顆特立獨行的行星身上的神秘的光

近年來，人們更多地喜歡把目光投射在火星、木星、土星這樣的行星身上，而常常忘記了太陽系中還存在其它有意思的行星。

天王星的環和它的極光。- ESA / 哈勃太空望遠鏡 / NASA / L. Lamy / 巴黎天文

天王星位於土星軌道和海王星軌道之間，是一個淡藍色或藍綠色的氣體巨行星。通過可見光觀察天王星，我們通常會發現一個光溜溜的、毫無特徵可言的球體。

這兩張照片是用旅行者2號與哈勃太空望遠鏡拍攝的照片合成的。它們展示了天王星這個太陽系中極為古怪的行星的環，以及它的極光（右圖中的那兩個白色斑點）。

上世紀80年代，美國宇航局的旅行者2號向地球發回了大量壯觀的太陽系行星近照。通過這些照片，我們開始了解，我們原本以為地球才有的許多自然現象在其它行星上也有，比如極光。

製造出極光的是帶電粒子流——比如電子流。它們有的來自太陽風，有的來自行星電離層，有的來自衛星的火山活動。這帶電粒子一旦被行星或衛星的強大磁場俘獲，便會被導向行星或衛星的上層大氣（如果有的話）。在那裡，它們會和氣體粒子，如氧或氮分子相互作用，爆發出絢麗的光輝。

許多地球之外的行星如木星和土星都有極光。對於這些極光科學家了解得不少。但對於太陽系的另外一個氣體巨行星——天王星，以及發生在它身上的極光現象，人們卻知道的不多。

2011年，哈勃太空望遠鏡作為一台運行在地球附近的觀測設備，首次拍到了天王星的極光。2012和2014年，巴黎天文台的一些天文學家運用哈勃太空望遠鏡的紫外觀測能力，再次瞥到了天王星極光的面貌。

通過追蹤來自太陽爆發的行星際衝擊波，天文學家捕捉到了它們在天王星上造成的極為猛烈的極光現象，並觀察到了這些極光隨行星自轉而轉移位置的首個直接證據。與此同時，他們還「找回」了天王星的磁極。天王星的磁極在1986年被旅行者2號發現後不久，便因測量中存在的不確定性和天王星表面的無特徵性而「丟」了。

天王星確實是一顆非常古怪的行星。比如它的赤道面和公轉軌道面夾角達到了97度以上，它是太陽系中唯一一顆「躺」在軌道上繞太陽運行的行星。也許它在遙遠的過去曾經和另外一個大天體發生過碰撞。但總體而言，人們對它的研究和了解還非常少。