天王星极光研究获重大突破

美国宇航局（NASA）与欧洲航天局（ESA）及加拿大航天局（CSA）的联合研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）完成对天王星高层大气的首次系统观测。研究团队通过追踪三氢阳离子发射的红外光，绘制出该行星电离层三维结构，发现其温度比预期低10-20K，且带电粒子分布呈现明显不均匀特征。

重大科学发现

这项研究历时近三年，成功记录下天王星完成近完整自转周期（约17小时14分）的高层大气变化。发表于《地球物理研究快报》的成果显示，天王星电离层存在强烈能量分布差异，其磁层轴与行星自转轴偏离59度的结构特征，导致极光带在行星表面呈现动态扫射现象。研究负责人、英国诺桑比亚大学的Paola Tiranti表示："这是人类首次在三维尺度上观测天王星电离层，韦布望远镜的灵敏度让我们能够追踪大气能量传递过程，并观察到磁层偏转效应。"

磁层异常影响极光分布

研究团队在观测中发现天王星极光呈现出双极亮带与暗带交替分布的特殊形态，这与其磁层几何结构密切相关。由于天王星磁层既倾斜又偏离行星中心，导致带电粒子流在电离层中形成不规则通道，部分区域每平方米接收到的能量比其他区域高出数倍。这种能量分布差异与过去30年观测到的电离层持续降温趋势相吻合。

系外行星研究新基准

作为太阳系内唯一横卧自转的行星，天王星的极端季节变化（单极连续21年日照）为研究其大气动力学提供了独特样本。研究团队指出，随着詹姆斯·韦布望远镜2023年首次清晰观测到天王星环带和极地特征，这类研究将为探索其他恒星周围的冰巨星提供关键参考。目前科学家已开始建立新的大气模型来解释这些观测数据。