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天王星是太阳系第七大行星，它是一颗“冰巨星”，以侧倾的方式绕太阳运行。NASA将这颗行星描述为一个神秘且几乎无人知晓的世界，新的研究试图以前所未有的细节探究其部分行星特征。
一个国际团队利用哈勃太空望远镜20年来拍摄的数据和照片，研究天王星的大气及其季节性变化。这颗冰冷的世界首次出现在1986年旅行者2号飞掠天王星时。从那时起，我们就知道天王星特有的青色，但现在哈勃望远镜的数据可以更深入地展现这颗行星的大气成分及其受阳光影响的方式。
由埃里希·卡柯施卡（亚利桑那大学）、拉里·斯罗莫夫斯基和帕特·弗莱（威斯康星大学）领导的天文学家团队，利用哈勃望远镜上的空间望远镜成像光谱仪，记录了 2002 年至 2022 年之间的季节变化。研究人员证实，天王星的大气主要由氢和氦组成，还有少量甲烷、水和氨。
甲烷部分吸收了太阳电磁波谱的红色部分，赋予了天王星典型的颜色。与土星和木星等其他行星巨星不同，天王星大气中的甲烷分布并不均匀。哈勃数据显示，甲烷在两极附近显著减少，并且这一过程在过去二十年中一直保持稳定。然而，其他大气特征，如气溶胶和雾霾，正在发生显著变化，并将在2030年北半球夏至期间，北极地区的甲烷含量将增加。
天王星绕太阳公转一周需要超过84个“地球年”，这意味着炎热季节持续约42年，而寒冷季节则持续剩余的42年。这项以哈勃望远镜为重点的新研究仅涵盖了整个20年间四个不同时间点的观测数据：2002年、2012年、2015年和2022年。
到目前为止，天文学家能够近距离观测天王星的北半球春季，在此期间，太阳直射光将从该行星的赤道向北极移动。这一过程预计将在五年内结束。对甲烷分布最敏感的数据显示，甲烷在极地地区正在变稀，而在大气的其他区域则在增加。
研究人员计划在天王星接近其北半球夏季期间继续对其进行观测。像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的新型轨道天文台也有望带来宝贵的见解。天王星已知的28颗卫星之一——米兰达，也正成为寻找潜在外星生命迹象的研究对象。
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