海王星和天王星有很多相似之处——它们有着相似的质量、大小和大气成分——但它们的外观却明显不同。在可见的波长下，海王星的颜色明显比天王星更蓝，现在天文学家们对这一现象有了解释。
    利用来自哈勃空间望远镜、美国航天局红外望远镜设施和双子座北望远镜的观测结果，研究人员开发了一个与两颗行星观测结果相匹配的单一大气模型。该模型显示，天王星上多余的雾霾在该行星的大气层中积聚，使其看起来比海王星的色调更淡。

旅行者2号航天器在20世纪80年代飞越天王星（左侧）和海王星（右侧）时拍摄到的照片。
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    新的研究表明，两颗行星上都存在一层浓雾，天王星上的浓雾比海王星上的更厚，从而使天王星的外观比海王星的更“白”。如果海王星和天王星的大气层中没有雾霾，那么这两颗行星就会呈现出几乎同样的蓝色。
    研究小组的模型由三层不同高度的气溶胶组成。影响颜色的关键层是中间层，这是一层雾霾颗粒（在论文中被称为气溶胶-2层），在天王星上比海王星上更厚。研究小组怀疑，在这两颗行星上，甲烷冰凝结在这一层的颗粒上，并以甲烷雪花的形式将颗粒拉到大气深处。由于海王星的大气层比天王星更活跃、更紊乱，研究小组认为海王星的大气能更有效地将甲烷颗粒搅入雾霾层并产生雪。这可以消除更多的雾霾，使海王星的雾霾层比天王星的雾霾层更薄，从而使海王星比天王星更蓝。
    该模型还有助于解释海王星上偶尔可见的黑点，以及天王星上更零星可见的黑点。虽然天文学家已经意识到这两颗行星的大气中存在暗斑，但还不知道是哪层气溶胶导致的，也不知道为什么这些气溶胶层的反射率比较低。但新的研究成果表明模型中最深层的颗粒变暗会产生与海王星、天王星上非常相似的暗斑。相关研究已发表在Journal of Geophysical Research: Planets上。

来源 / https://phys.org/news/2022-05-scientists-uranus-neptune.html 中国国家天文