在宇宙中，当一颗行星恰好经过地球与遥远恒星之间的视线时，不仅仅是一次“宇宙捉迷藏”，更是一次了解这颗行星秘密的绝佳机会。天文学家们称之为掩星（Stellar Occultation）。
就在2025年4月7日，天王星上演了这样一场掩星秀。这一罕见事件，让NASA得以深入探测天王星的大气结构和神秘环系统。
穿越400光年，天王星遮蔽恒星
据NASA兰利研究中心行星科学家威廉·桑德斯（William Saunders）介绍，天王星当天从地球视角看，掠过了一颗距离我们约400光年的恒星。
当天王星靠近恒星时，其大气层会折射星光，使星光逐渐变暗，最终完全被遮挡；而在掩星结束时，星光又会慢慢恢复。这种变化形成了科学家们称之为“光变曲线（light curve）”的数据图。
通过多个大型望远镜同步观测这条光变曲线，NASA的团队可以测量天王星大气中不同高度层的温度、密度和气压，从而分析中层大气（平流层）的变化。这也是天王星自1996年以来，时隔近30年后的又一次重要掩星观测。
全球协作，30多位天文学家共襄盛举
这场仅持续一小时、且只在北美西部地区可见的天象，吸引了NASA兰利中心牵头的国际团队，30多位天文学家、18座专业天文台同时出动。
在天王星掩星期间（2025 年 4 月 7 日），NASA 天王星掩星观测行动首席研究员 Kunio Sayanagi 在兰利研究中心的飞行任务支持中心与全球各合作方进行线上联络并实时查看观测数据。
图片来源：NASA/Dave MacDonnell
天王星掩星观测行动的科学首席研究员兼数据分析负责人William Saunders表示：“这是我们第一次以这样的规模协作进行掩星观测，每一位成员和每一座观测站的加入，都使得这次任务成为了一场令人难忘的科学盛宴。”
“当天王星开始掩蔽恒星时，它的大气层折射了星光，使得星星逐渐变暗直至完全被遮挡。掩星结束时则相反，形成了光变曲线（light curve）。通过使用多台大型望远镜同步观测，我们能够绘制光变曲线，并测定天王星大气不同高度层的属性。”
这些数据主要包括平流层的温度、密度和气压。分析这些数据将帮助研究人员理解天王星中层大气的运作机制，并可能为未来的天王星探索任务提供支持。
提前半年演练，只为完美捕捉
为了准备 4 月的大规模观测，NASA 兰利的研究人员和合作方曾于 2024 年 11 月 12 日进行过一次试观测。他们协调了日本两台望远镜和泰国一台望远镜，观测了一场只在亚洲可见的暗弱天王星掩星事件。通过这次演练，团队学会了如何校准观测设备，并验证了多个观测点协同合作捕捉掩星事件的可行性。
巴黎天文台和空间科学研究所的研究人员也与 NASA 保持联系，在印度协调了两台望远镜观测这次 2024 年 11 月的小型掩星事件。这些观测帮助研究人员，也是 2025 年 4 月 7 日大团队的成员，将掩星时间的预测精确到了秒级，同时把天王星掩星时的预期位置误差缩小了 125 英里（200 公里）。
天王星：神秘的冰巨星
这是一张天王星的图像，背景为黑色。天王星呈蓝色，右半部分有一大片白色区域，中心最白，向左渐变为蓝色。
行星周围有套环状光环，最外圈最亮，最内圈最暗。与土星横向的光环不同，天王星的光环是竖直分布，因此看起来像椭圆形围绕着行星。环周围散布着 9 个蓝白色的小光点。
这张由 NASA 詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）近红外相机（NIRCam）拍摄的天王星图像，清晰捕捉了天王星的季节性北极冠和昏暗的内外光环，同时也显示了天王星 27 颗已知卫星中的 9 颗。从 2 点钟方向顺时针依次为：Rosalind、Puck、Belinda、Desdemona、Cressida、Bianca、Portia、Juliet 和 Perdita。
图片来源：NASA, ESA, CSA, STScI
天王星距离地球近 20 亿英里，主要由氢和氦构成。它没有固体表面，而是由水、氨和甲烷组成的柔软外层，因此被称为冰巨星（ice giant），因为其内部富含这些低凝固点的流体物质。虽然土星以光环著称，但天王星也拥有 13 条已知的由冰粒和尘埃组成的光环。
未来六年内，天王星还将掩蔽数颗较暗的恒星。NASA 希望能在 2031 年——当天王星掩蔽一颗比本次更明亮恒星时——进行机载甚至太空望远镜的观测，收集更多关键数据。
参考
https://www.nasa.gov/general/planetary-alignment-provides-nasa-rare-opportunity-to-study-uranus/