行星对齐为NASA研究天王星提供了难得的机会

（蜘蛛网eeook.com）据美国国家航空航天局（查尔斯·G·哈特菲尔德）：当一颗行星的轨道将它带到地球和遥远的恒星之间时，这不仅仅是一场躲猫猫的宇宙游戏。这是美国国家航空航天局提高对该行星大气层和环的理解的机会。行星科学家称之为恒星掩星，这正是4月7日天王星发生的情况。

观测这一排列使美国国家航空航天局的科学家能够测量天王星平流层（行星大气层的中间层）的温度和成分，并确定自天王星上次重大掩星以来，它在过去30年里是如何变化的。

美国宇航局弗吉尼亚州汉普顿兰利研究中心的行星科学家、科学首席研究员和分析负责人William Saunders说：“天王星从一颗距离地球约400光年的恒星前方经过。”美国宇航局团队称之为2025年天王星恒星掩星运动。“当天王星开始遮挡恒星时，行星的大气层折射了星光，导致恒星在完全被遮挡之前逐渐变暗。在遮挡结束时发生了相反的情况，形成了我们所说的光曲线。通过从许多大型望远镜观察遮挡，我们能够测量光曲线并确定天王星在许多高度层的大气特性。”

美国国家航空航天局兰利研究中心的行星科学家桑德斯：我们能够测量光线曲线，并确定天王星在许多高度层的大气特性。

这些数据主要包括平流层的温度、密度和压力。分析这些数据将有助于研究人员了解天王星中层大气的工作原理，并有助于未来的天王星探索工作。

为了观测这一罕见的事件，美国国家航空航天局兰利分校的行星科学家领导了一个由30多名天文学家组成的国际团队，使用18个专业天文台，持续了大约一个小时，只在北美西部可见。

桑德斯说：“这是我们第一次在这种规模上合作进行掩星。”。“我非常感谢团队中的每一位成员和每个天文台都参与了这一非凡的活动。美国国家航空航天局将利用天王星的观测结果来确定能量在大气中的运动方式，以及导致上层莫名其妙地变热的原因。其他人将利用这些数据来测量天王星的环、大气湍流及其围绕太阳的精确轨道。”

知道天王星的位置和轨道并不像听起来那么简单。1986年，美国国家航空航天局的旅行者2号航天器成为第一艘也是唯一一艘飞越该行星的航天器，比1996年最后一次明亮的恒星掩星发生早了10年。而且，天王星在太空中的确切位置仅精确到约100英里以内，这使得分析这些新的大气数据对于美国宇航局未来对这颗冰巨星的探索至关重要。

这些研究之所以成为可能，是因为大量的合作伙伴从许多不同的仪器提供了许多独特的恒星掩星视图。

加州帕萨迪纳加州理工学院的博士后学者Emma Dahl协助收集了美国国家航空航天局红外望远镜设施（IRTF）在夏威夷莫纳克亚峰上的观测数据，该天文台最初是为了支持美国国家航空航天局的旅行者任务而建造的。

达尔说：“作为科学家，我们在合作时会尽最大努力。这是美国国家航空航天局科学家、学术研究人员和业余天文学家之间的团队努力。”。“气体和冰巨行星（木星、土星、天王星和海王星）的大气层是特殊的大气实验室，因为它们没有固体表面。这使我们能够研究云的形成、风暴和风的模式，而不需要表面产生的额外变量和影响，这可能会使模拟变得非常复杂。”

2024年11月12日，美国国家航空航天局兰利研究人员和合作者能够进行试运行，为4月的掩星做准备。兰利协调了日本的两台望远镜和泰国的一台望远镜，观测到只有亚洲才能看到的较暗的天王星恒星掩星。因此，这些观测者学会了如何校准他们的仪器来观测恒星掩星，美国国家航空航天局能够测试其理论，即多个天文台协同工作可以捕捉到天王星4月份的大事件。

巴黎天文台和空间科学研究所的研究人员与美国国家航空航天局联系，还协调了印度两架望远镜对2024年11月掩星的观测。这些对天王星及其环的观测使研究人员能够将4月7日的时间预测提高到第二天，并改进了建模，将天王星在掩星期间的预期位置更新了125英里。

美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRCam（近红外相机）拍摄的这张天王星图像精确地捕捉到了天王星的季节性北极帽和昏暗的内外环。这张韦伯照片还显示了这颗行星27颗卫星中的9颗，从2点钟开始顺时针旋转，它们是：罗莎琳德、帕克、贝琳达、苔丝狄蒙娜、克蕾西达、比安卡、波西亚、朱丽叶和珀迪塔。图片：美国国家航空航天局、欧洲航天局、加拿大航天局、STScI

天王星距离地球近20亿英里，其大气层主要由氢和氦组成。它没有固体表面，而是由水、氨和甲烷组成的柔软表面。它之所以被称为冰巨星，是因为它的内部含有大量的这些旋转流体，这些流体的冰点相对较低。而且，虽然土星是最著名的拥有光环的行星，但天王星有13个已知的由冰和尘埃组成的光环。

在接下来的六年里，天王星将隐藏几颗较暗的恒星。美国国家航空航天局希望收集2031年下一次明亮的天王星掩星的机载和可能的天基测量数据，这将是一颗比4月份观测到的更亮的恒星。