为什么海王星和天王星的颜色不一样？

1. 为什么海王星和天王星的颜色不一样？

天王星和海王星在许多方面是相似的行星。它们都是巨大的冰星球，都是蓝色并且拥有富含甲烷的大气层。天王星的颜色是浅蓝绿色，而海王星的颜色是深蓝色。但是为什么呢？为什么两个大小和组成如此相似的行星看起来却是如此不同？根据最近的一项研究，答案在于它们大气中的气溶胶。
  
 气溶胶是悬浮在气体中的小尘埃颗粒或液滴。在地球上，我们经常认为气溶胶是一种污染，因为生活中产生的烟就是一种气溶胶。但气溶胶也可以是危害较小的东西，比如雾，或者在寒冷的冬夜里形成的微小冰晶云。总之只要有大气层，就一定会有气溶胶。
  
 气溶胶粒子可以如此之小，以至于它们的直径大致相当于可见光的波长。正因为如此，光的波长决定了它们的散射方式。通过一种被称为“米氏散射”的过程，红色的长波通常比蓝色的短波散射更容易散射。这就是为什么火星上的天空通常是棕褐色而不是蓝色的，也是为什么火星上的日落通常是蓝色的。正如这项最新的研究表明的那样，气溶胶在天王星和海王星的颜色上扮演着重要的角色，但两者之间的联系并不简单。
  
 天王星和海王星的大气层主要由氢和氦组成，但它们也富含甲烷(CH4)。甲烷吸收红光，反射蓝光，这就是为什么这两个行星通常都是蓝色的。它们的大气中有其他元素的痕迹，各种分子之间的化学反应可以产生烟雾，可以在它们的蓝色基调上增加些变化。
  
 
  
     
 基于对天王星和海王星的光谱观测，该团队设计了一个模型，其中有三种主要类型的气溶胶，根据它们在这颗行星的大气中所处的深度来编号。
  
 最深的一层是气溶胶-1，它似乎是分子烟雾和硫化氢(H2S)冰颗粒的组合。硫化氢反射绿光，同时吸收红色和蓝色的光，这有助于赋予天王星绿色的色彩。
  
 气溶胶-2的中间层不反射太多可见光，但反射紫外线和红外线。
  
 气溶胶-3是由小于1微米的粒子组成的，在所有颜色上都倾向于反射几乎相同的可见光。
  
 天王星上的气溶胶层较厚，使其看起来比海王星苍白。海王星的上层也有甲烷冰云，这有助于它保持深蓝色。
  
 这种气溶胶的分层也有助于解释这两颗行星上的风暴，比如旅行者2号访问海王星时看到的大蓝点。由于上层被风暴清理干净，更深层、更蓝的层更容易被看到。
  
 虽然这种统一的气溶胶层模型可以解释两个星球的外表，但也不能排除其他的可能性。该团队还提出了不同的模型，可以分别解释天王星和海王星。但是这个统一模型运行得很好，可以帮助我们解释其他恒星周围冰巨星的大气层。
  
 Reference: Irwin, Patrick GJ, et al. “Hazy blue worlds: A holistic aerosol model for Uranus and Neptune, including Dark Spots.” *arXiv preprint* arXiv:2201.04516 (2022).

2. 天王星和海王星呈什么颜色？

行星与卫星都不能自行发光，它们的光辉完全靠反射太阳光而来。这样说来，它们的颜色应该是相同的了，但其实不然。熟悉星空的天文爱好者可以通过它们各自的特殊颜色，立即将它们从群星中分辨出来：金星灿烂夺目，火星是火红的，而木星和土星颜色淡黄而略带乳白。
行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。火星大气稀薄，重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氮化物卷上高空而使它有了一个红色的“脸膛”。木星、土星的大气中因富含氢和氦而看起来是淡黄而略带乳白的。天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用，这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，因此看上去就呈蓝绿色了。

3. 如此相似的天王星和海王星，为什么颜色差别这么大？

在太阳系的八大行星中天王星和海王星最像双胞胎。
  
 它们的大小、质量、成分与结构、甚至连旋转速度都近似。
  
 但是，海王星有迷人、梦幻般的天蓝色，还带有可见的旋转风暴，天王星却呈现单调的淡青色。
  
 这两颗行星如此相似，颜色却是明显不同，为什么?
  
 
  
     
 根据牛津大学行星物理学家 Patrick Irwin 领导的一个研究小组发现，因为有一层雾霾包覆，稀释了天王星的蓝色调。
  
 天王星和海王星的结构非常相似。
  
 都有一个小的岩石核心，被水、氨和甲烷冰所包覆；
  
 气态大气由氢气、氦气和甲烷组成，但就像太阳系中的所有其他大气一样，并不是均匀分布而是分层的。
  
 研究团队分析了这两颗行星的可见光和近红外的观测结果，建构了新的、能够很完整地复制观测结果的大气层模型。
  
 在他们的模型中，两颗行星都有一层光化学雾，这是来自太阳的紫外线辐射分解大气中的气溶胶颗粒，产生的雾霾颗粒，研究人员称之为 Aerosol-2 层。
  
 在天王星上，Aerosol-2 层的不透明度几乎是海王星上的两倍，因为这些粒子吸收紫外线，具有几近白色的可见反射光谱，所以天王星观察到的紫外线反射率较低，也解释了为什么天王星在人眼看来比海王星的蓝色更淡许多，以及为什么黑点在海王星比较容易被观察到。
  
 Aerosol-2 层下方被称为 Aerosol-1 层是更深的雾层，是甲烷重新蒸发与沉积的雾霾颗粒，这些雾霾颗粒凝结成硫化氢的亚微米晶体，该区域的光谱特征与冰和黑雾一致。
  
 研究小组认为， Aerosol-1 区域是在海王星上观察到的斑点和条带等暗特征的起源地，如果海王星的 Aerosol-2 层更薄、更透明，这些特征就会更明显。
  
 目前尚不清楚为什么海王星的 Aerosol-2 层不如天王星的致密，但研究人员认为，海王星的大气层可能比天王星更能有效地通过释放甲烷来清除雾霾。

4. 为什么天王星和和海王星看上去是呈蓝绿色？

天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用，这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，因此看上去就呈蓝绿色了。

熟悉星空的天文爱好者可以通过它们各自的特殊颜色，立即将它们从群星中分辨出来：金星的灿烂夺目，火星的火红，木星和土星的淡黄而略乳白。行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。

火星大气稀薄、重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氧化物卷上高空而使它有了一个红色的脸膛。     木星、土星的大气中因富含氢和氦而使自己另具一色。然而九大行星中，天王星和海王星脸色却与众不同：它们在望远镜中呈蓝绿色。这是由它们的大气成分所决定。原来，天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用。这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，它们看上去就呈蓝绿色了。

行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。火星大气稀薄，重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氮化物卷上高空而使它有了一个红色的“脸膛”。木星、土星的大气中因富含氢和氦而看起来是淡黄而略带乳白的。

5. 为什么天王星和海王星看上去都是蓝绿色？

天王星和海王星看上去是蓝绿色
这是由它们的大气成分所决定。 原来， 天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用。这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，它们看上去就呈蓝绿色了。

6. 天王星和海王星的颜色为什么是蓝绿色？

行星与卫星都不能自行发光，它们的光辉完全靠反射太阳光而来。这样说来，它们的颜色应该是相同的了，但其实不然。熟悉星空的天文爱好者可以通过它们各自的特殊颜色，立即将它们从群星中分辨出来：金星灿烂夺目，火星是火红的，而木星和土星颜色淡黄而略带乳白。
行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。火星大气稀薄，重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氮化物卷上高空而使它有了一个红色的“脸膛”。木星、土星的大气中因富含氢和氦而看起来是淡黄而略带乳白的。天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用，这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，因此看上去就呈蓝绿色了。

7. 天王星和海王星有什么区别

天王星和海王星

8. 为什么天王星和海王星看上去呈蓝绿色？

天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用，这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，因此看上去就呈蓝绿色了。

熟悉星空的天文爱好者可以通过它们各自的特殊颜色，立即将它们从群星中分辨出来：金星的灿烂夺目，火星的火红，木星和土星的淡黄而略乳白。行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。

火星大气稀薄、重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氧化物卷上高空而使它有了一个红色的脸膛。     木星、土星的大气中因富含氢和氦而使自己另具一色。然而九大行星中，天王星和海王星脸色却与众不同：它们在望远镜中呈蓝绿色。这是由它们的大气成分所决定。原来，天王星和海王星的大气中富含甲烷，而甲烷对阳光中的红、橙光具有强烈的吸收作用。这样，经这两颗行星大气反射后的阳光的主要成分都是蓝、绿光，它们看上去就呈蓝绿色了。

行星的不同颜色与它们的大气构成和表面性质有关。金星大气中浓密的二氧化碳和云层吸收了阳光中的蓝光部分，因而它更多地反射橙色光，自然显示金黄的色彩。火星大气稀薄，重力微小，但“席卷全球”的“尘暴”常将表面橙红色的氮化物卷上高空而使它有了一个红色的“脸膛”。木星、土星的大气中因富含氢和氦而看起来是淡黄而略带乳白的。