天王星與海王星
天王星和海王星是太陽系的兩顆帶外行星。20世紀80年代末，旅行者2號在經歷了漫長旅途後，先後向地球發送了天王星（1986年）和海王星（1989年）的照片。照片顯示，這兩顆行星有著明顯不同的顏色，海王星看起來都是藍色的，而天王星則是淡青色的。在大多數天王星和海王星的現代圖像中，它們都是以這樣的顏色呈現的。
一項發表於《皇家天文學會月報》的新研究卻表明，這兩顆冰質巨行星實際上有著非常相似的藍綠色，只是海王星看起來稍微更藍一點。
旅行者2號於1986年和1989年飛掠天王星和海王星後不久發佈的天王星和海王星的圖像，與新研究中重新處理過的圖像進行比較，確定了這兩顆行星的更真實的顏色差異。（圖/Patrick Irwin, University of Oxford.）
這種顏色的不同，可歸因於這兩顆星球的霧霾層和甲烷有著不同的不透明度。海王星的霧霾層更薄，因此可以讓更多的陽光照射到大氣深處。在這樣的深度，陽光可以被甲烷吸收，甲烷吸收紅光，使得海王星看起來更偏藍一點。
重建顏色
難道，天王星和海王星的顏色在20世紀80年代末到21世紀初發生了變化嗎？還是說，我們是否需要更仔細地思考如何將對行星的觀測轉換為普通人類觀察者所能觀察到的「真實」顏色？答案是兩者兼有。
行星的彩色圖像是經過高度處理的。紅、綠、藍這三種顏色通常由航天器分別記錄，然後它們以黑白圖像的形式傳回地球，再組合成彩色圖像。然而，這樣的圖像可能與人眼所能看到的真實顏色有出入。
即使是如紫外線等超出了可見光波段的光，在顯示時也會變成紅色、綠色或藍色。在這個過程中涉及幾個步驟，根據所做的選擇，行星圖像可以呈現出各種各樣的外觀。
其實，天文學家早就知道這兩顆行星的大多數現代圖像，並不能準確地反映它們的真實顏色。因為當旅行者2號在20世紀80年代末拍攝這兩顆行星的圖像時，就是使用這種不同顏色來記錄圖像的。
為了確定迄今為止天王星和海王星最真實的顏色，研究人員將來自哈勃空間望遠鏡的觀測資料與智利的甚大望遠鏡的最新觀測資料結合了起來。在這兩臺望遠鏡所記錄的圖像中，每個單獨的像素都是一個完整的、連續的光譜，覆蓋了人眼可以看到的所有顏色，這使得它們在顏色方面更加準確。
研究人員利用這些資料重新處理了旅行者2號記錄的合成彩色圖像。當將重新處理過的旅行者2號圖像與更早期發佈的一些圖像進行比較時，可以很清晰地看到，早期的天王星圖像與我們現在認為的天王星顏色是基本吻合的；但早期的海王星圖像卻要比它們的真實顏色深得多。
變色的天王星
將1986年拍攝的天王星的真實顏色與最近的觀測結果相比，很明顯1986年的天王星實際上比21世紀初的天王星略綠一些。研究人員試圖探尋為什麼會出現這種情況，因此他們查閱了位於亞利桑那州的洛厄爾天文臺在1950年至2016年期間觀測的資料，這些資料包含了天王星和海王星幾乎每年在綠色和藍色這兩個波長上的總體亮度。
哈勃空間望遠鏡觀測到的天王星的顏色變化。（圖/CC BY-SA）
他們發現，天王星的確會改變顏色，它在至點比在分點更綠。這種顏色變化要部分歸因於在天王星長達84年的公轉週期中，它自旋方向幾乎是側著的。這意味著，在這顆行星的至點，它的北極或南極幾乎直接指向太陽和地球。因此，極黃緯主導著總反射率。
為此，研究人員開發了一個模型，將天王星極區的光譜與赤道地區的光譜進行了比較。他們發現，極區對綠色和紅色部分的波長的反射要比藍色的波長更強，部分原因是極區附近的甲烷含量是赤道的一半。
然而，這並不能完全解釋顏色的變化。若要與洛厄爾天文臺的資料相匹配，研究人員認為還需要在夏季時增加一層額外的冰霾作為修正。修正後的模型可以在很大程度再現洛厄爾的觀測結果，從而解釋了天王星在繞太陽運行期間的整體顏色是如何變化的。
記住真實
事實上，關於天王星和海王星顏色上的差異，旅行者2號的成像團隊在圖像發佈時就在說明文字中做了註解。然而，由於這些圖像的目的是表達天文任務所做出的成就，因此一個「明智之舉」，就是用增強版的圖像來突顯這些發現，而非以星球的一些特徵都被淡化了的「真實」彩色示人。
然而，隨著時間的推移，處理過程中的這段插曲就漸漸被人遺忘了。現在，大多數人都接受了海王星比天王星藍得多的設定，而這並非事實。
#創作團隊：
編譯：不二北斗
排版：雯雯
#參考來源：
https://theconversation.com/how-we-discovered-that-uranus-and-neptune-are-actually-nearly-identical-in-colour-220244
https://www.ox.ac.uk/news/2024-01-05-new-images-reveal-what-neptune-and-uranus-really-look-0
https://www.scientificamerican.com/article/uranus-and-neptune-have-similar-hues-new-study-shows/
#圖片來源：
封面圖&首圖：NASA/JPL-Caltech