天王星と海王星はどちらも青色を持っています。しかし色合いが異なります。

海王星と天王星はどちらも太陽系の氷惑星だが、青の色合いが異なっている。天王星は淡いシアン色だが、海王星はより鮮やかな青だ。NASAの天文学者たちはついに、これら2つの似た惑星が異なる色をしている理由を解明した。先週、地球物理学研究ジャーナル：惑星誌に発表されたこの研究によると、惑星の大気中に蓄積するもやの粒子が惑星の外観を白くする可能性があり、これが天王星の青白さを説明できるかもしれないという。

色の違いを理解することで、天文学者はこれら 2 つの惑星の環境をより深く理解できるようになります。青の色合いが異なること以外にも、両方の惑星には多くの共通点があります。どちらも大気の構成、質量、大きさが似ており、それぞれ地球の約 4 倍の大きさです (地球が 5 セント硬貨だとすると、天王星と海王星は野球ボールほどの大きさです)。

天王星と海王星は地球から約 20 億マイル離れているため、この 2 つの巨大惑星の詳細を知ることは困難です。また、現在パーサヴィアランス探査機がデータを収集している火星とは異なり、これらの惑星は、約 30 年前に宇宙船ボイジャー 2 号のフライバイによってのみ観測されました。このギャップを埋めるために、チームはジェミニ北望遠鏡、NASA 赤外線望遠鏡施設、ハッブル宇宙望遠鏡など、いくつかの望遠鏡から収集したデータを分析し、海王星と天王星の大気を模倣する大気モデルを作成しました。

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両惑星の大気に関するこれまでの研究では、海王星と天王星の特定の波長における外観のみに焦点を当てていたため、色の違いを説明できなかった。たとえば、メタンは両方の大気中に存在し、太陽光の赤色を吸収し、青色光を反射する。新しいモデルでは、幅広い波長スペクトルを使用して、複数の大気層を観測した。

「これは紫外線から近赤外線の波長までの太陽光反射の観測を同時に当てはめた初のモデルだ」と、この研究の主著者でオックスフォード大学の惑星物理学教授、パトリック・G・J・アーウィン氏はNASAのプレスリリースで述べた。「また、天王星と海王星の可視色の違いを説明した初のモデルでもある」

新しいモデルは、天王星の大気を囲むもやが海王星のものより厚く、より濃縮されているため、天王星がより明るく見えることを明らかにした。海王星には薄いもやの層しかなく、その大気はもやの中のメタン粒子をかき混ぜてメタンの雪を作るのに天王星よりも優れている。言い換えれば、海王星はもやの中のメタンを減らすのに効果的であり、その雪は大気中でより多くの青い光を反射させ、その結果、強い青さを生み出すのだ。

研究者らは、どちらの大気にももやがなければ、どちらの惑星も同じ青の色合いになるだろうと指摘している。「このモデルを開発することで、氷の巨星の大気中の雲やもやを理解するのに役立つことを期待していました」と、カリフォルニア大学バークレー校の天文学者で、研究の共著者であるマイク・ウォン氏はプレスリリースで述べた。「天王星と海王星の色の違いを説明できたのは、予想外のボーナスでした！」