韦伯的近红外相机（NIRCam）海王星图像拍摄于2022年7月12日，三十多年来首次使地球的环完全聚焦。
在这幅图像中，海王星大气层最突出的特征是地球南半球的一系列明亮斑块，代表了高海拔的甲烷冰云。更微妙的是，环绕地球赤道的一条细长的亮度线可能是全球大气环流的视觉特征，为海王星的风和风暴提供动力。此外，韦伯首次梳理出一条连续的高纬度云带，围绕着海王星南极一个以前已知的漩涡。
图片来源：美国宇航局、欧空局、中央安全局、STScI、图像处理：约瑟夫·德帕斯夸莱（STScI）
韦伯太空望远镜红外观测梳理出从未见过的大气和环细节
海王星距离太阳平均28亿英里（45亿公里），潜伏在太阳系最暗淡的部分之一。海王星长期以来一直困扰着天文学家，其奇异的卫星，海卫一，复杂的环和咆哮的风，吹得比地球上的声速还要快。只有一艘宇宙飞船旅行者2号曾经访问过这颗遥远的星球，多年来太空和地面望远镜的观测都追踪了许多湍流的风暴。
现在，美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜第一次看到这个冰巨人，让我们期待已久的一瞥那些清脆的环，并梳理出其神秘风暴的细节。
这张由韦伯的近红外热像仪（NIRCam）拍摄的海王星系统图像揭示了这颗行星环的壮丽景色，这是三十多年来从未见过如此清晰的景象。韦伯的新海王星图像也捕捉到了这颗行星湍急多风的大气层的细节。
海王星是一个冰巨人，其内部比氢和氦重的元素要丰富得多，如甲烷，比气态巨行星木星和土星要丰富得多。甲烷在可见光波长中显示为蓝色，但正如韦伯的图像所表明的那样，在近红外中情况并非如此。
甲烷强烈吸收红光和红外光，以至于地球在近红外波长下非常暗，除非存在高空云层。这些甲烷冰云在韦伯的图像中以明亮的条纹和斑点的形式突出，它们在被甲烷气体吸收之前反射阳光。
在这张照片中，在行星的左上角，海王星的卫星之一海卫一也带有韦伯独特的八个衍射尖峰，这是望远镜结构的产物。韦伯还捕获了海王星14颗已知卫星中的6颗，以及一些看起来很暗淡的斑点和附近恒星的遥远星系。
图片来源：美国宇航局、欧空局、中央安全局、STScI、图像处理：约瑟夫·德帕斯夸莱（STScI）
新的韦伯图像捕捉了几十年来海王星环的最清晰视图
凭借其第一张海王星图像，美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜正在展示其令人印象深刻的功能，更接近家乡。韦伯不仅捕捉到了30多年来这个遥远星球环的最清晰视图，而且它的相机还以全新的方式揭示了冰巨人的细节。
韦伯的新图像中最引人注目的是行星环的清晰，清晰。事实上，自从美国宇航局的旅行者2号成为第一个在1989年飞越海王星期间观测到海王星的航天器以来，其中一些环还没有被发现。除了几个明亮、狭窄的环之外，韦伯的图像还清楚地揭示了海王星较暗的尘埃带。
“自从我们上次看到那些微弱的尘土飞扬的乐队以来，已经过去了三十年，这是我们第一次在红外线中看到它们，”海蒂·哈默尔（Heidi Hammel）指出。她是韦伯的跨学科科学家和海王星系统专家。韦伯非常稳定和精确的图像质量使得这些非常微弱的环可以在海王星附近被检测到。
在这个版本的韦伯近红外相机（NIRCam）的海王星图像中，这颗行星的可见卫星被标记出来。海王星有14颗已知的卫星，其中七颗在这张照片中是可见的。
海卫一是这张照片左上角的亮点，远远超过海王星，因为行星的大气层在韦伯捕获的波长下被甲烷吸收而变暗。海卫一平均反射了照射到它的70%的阳光。海卫一在向后轨道上绕海王星运行，被怀疑最初是被海王星引力捕获的柯伊伯带天体。
图片来源：美国宇航局、欧空局、中央安全局、STScI、图像处理：约瑟夫·德帕斯夸莱（STScI）
自1846年发现以来，海王星一直让研究人员着迷。海王星距离太阳比地球远约30倍，在外太阳系的偏远黑暗区域运行。在这个极端的距离上，太阳是如此微弱和微小，以至于海王星上的正午与地球上昏暗的暮色相似。
由于其内部的化学组成，海王星被描述为冰巨人。与气态巨行星，木星和土星相比，这颗行星的元素比氢和氦重得多。这在哈勃太空望远镜可见波长图像中海王星的标志性蓝色外观中显而易见，这是由少量气态甲烷引起的。
在韦伯的近红外热像仪（NIRCam）的这张照片中，数百个大小和形状各异的背景星系出现在海王星系统旁边。
与地球相比，海王星是一颗大行星。如果地球是一枚镍币那么大，海王星就会像篮球一样大。在大多数肖像画中，我们太阳系的外行星反映了这种超凡脱俗的大小。然而，海王星在浩瀚宇宙的宽视场视野中显得相对较小。
在这张照片的左下角，一个棒旋星系成为焦点。科学家说，这个特殊的星系，以前没有详细探索过，可能大约十亿光年远。像这样的螺旋星系通常由年轻的恒星主导，这些恒星在这些波长中看起来是蓝色的。
NIRCam由亚利桑那大学和洛克希德·马丁公司先进技术中心的一个团队建造。
图片来源：美国宇航局、欧空局、中央安全局、STScI、图像处理：约瑟夫·德帕斯夸莱（STScI）
海王星对韦伯来说并不显示为蓝色，因为天文台的近红外相机（NIRCam）在0.6到5微米的近红外范围内成像物体。事实上，甲烷气体强烈地吸收红光和红外光，以至于地球在这些近红外波长下非常暗，除非存在高空云层。这种甲烷冰云突出为明亮的条纹和斑点，在被甲烷气体吸收之前反射阳光。这些快速发展的云特征多年来一直记录在其他天文台的图像中，包括哈勃太空望远镜和W.M.凯克天文台。
更微妙的是，环绕地球赤道的一条细长的亮度线可能是全球大气环流的视觉特征，为海王星的风和风暴提供动力。大气层在赤道处下降并变暖，因此在红外波长下比周围较冷的气体更能发光。
海王星的轨道长达164年，这意味着它的北极，在这张照片的顶部，只是天文学家看不到。然而，韦伯的图像暗示了该区域有趣的亮度。在韦伯看来，南极的一个先前已知的漩涡是显而易见的，但韦伯首次揭示了围绕它的连续高纬度云带。
（单击图像查看完整的信息图。这幅插图展示了韦伯衍射尖峰模式背后的科学原理，展示了衍射尖峰是如何发生的，主镜和支柱的影响，以及它们对韦伯衍射尖峰的贡献。图片来源：美国宇航局、欧空局、加拿大国家安全局、利亚·胡斯塔克、约瑟夫·德帕斯夸莱
韦伯还捕获了海王星14颗已知卫星中的7颗。主导这张韦伯海王星的肖像是一个非常明亮的光点，在韦伯的许多图像中都看到了标志性的衍射尖峰（见上图），但这不是一颗恒星。相反，这是海王星巨大而不寻常的卫星海卫一。
Triton覆盖着凝结的氮气的冷冻光泽，平均反射70%的阳光照射到它上面。在这张照片中，它远远超过海王星，因为行星的大气层被这些近红外波长的甲烷吸收所变暗。海卫一以一个不寻常的向后（逆行）轨道绕海王星运行，导致天文学家推测这颗卫星最初是海王星引力捕获的柯伊伯带天体。计划在明年对海卫一和海王星进行更多的韦伯研究。
作为有史以来最强大的望远镜，詹姆斯韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。它将解决我们太阳系的奥秘，超越其他恒星周围的遥远世界，并分析我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦伯是由美国宇航局及其合作伙伴ESA（欧洲航天局）和加拿大航天局领导的国际计划。
