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天文爱好者携手天文学家,揭秘木星云层隐藏的不解之谜

   时间:2025-01-11 09:41:58 来源:星空天文作者:星空天文编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

一位天文爱好者与专业的天文学家携手,近日在木星上揭示了一项令人惊讶的发现,挑战了长久以来关于这颗行星云层组成的传统认知。

长久以来,科学家们普遍认为,木星标志性的云层主要由氨冰颗粒构成。然而,天文爱好者Steve Hill利用市售望远镜和滤镜,对木星大气中的氨丰度进行了详尽的测绘,得出的数据与现有的木星大气理论模型产生了冲突。这一发现暗示,构成木星云层图案的物质或许并非氨冰。

木星的大气主要由氢和氦组成,同时也含有少量的氨、甲烷和水汽等。这些微量成分在木星云层的不同高度上聚集,形成独特的反射效果,赋予了木星它那令人惊叹的外观。氨因其物理特性,通常被认为集中在气压较低的区域,因此科学家们认为,木星的可观测云层主要由氨冰颗粒构成。

Steve Hill采用的观测方法,是通过分析光谱中特定气体吸收特定波长光线的量,来估算该气体的浓度。他特别关注了可见光谱中的619纳米和647纳米波段,这两个波段分别与甲烷和氨的吸收线相对应。甲烷的吸收线被用作参考,因为科学家们对木星大气中甲烷的丰度有较为准确的认识,利用这一参考可以推算出气压,并与氨的吸收线进行比较,从而高精度地绘制出木星云层中氨的分布情况。

然而,观测结果却出人意料。Hill发现,氨冰晶体反射的阳光主要来自于气压和温度都较高的区域,这与氨理论上应该集中的位置不符。理论上,氨应该集中在气压约为0.7巴的地方,但实际上,氨却集中在气压2至3巴的区域。这一发现表明,氨冰并非木星云层的主要成分。

研究人员推测,构成木星云层的可能是其他物质,如氢硫化铵晶体,或者木星大气中光化学反应产生的雾霾颗粒。木星云层的色彩特征表明,它可能并非由纯冰组成,而是某种奇异的水氨混合物,但具体成分仍是个谜。这一观测结果还表明,木星大气层中正在发生大量的复杂光化学反应。在多数情况下,氨在上升到云层顶部的过程中,会因受到阳光照射而被分解破坏,因此木星大气中纯氨晶体可能非常稀少,且可能仅存在于某些对流极强的小范围内。

Hill的观测结果在与欧洲南方天文台甚大望远镜阵列和朱诺探测器的数据进行比较后得到了确认。然而,研究人员指出,仍有一些限制需要克服,以进一步验证这一发现。

 
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