【CNMO科技消息】一項最新研究證實,木星上存在氨冰雹(mushballs)暴雨這一奇特現象。該發現不僅揭開了木星大氣層中氨分布不均的謎團,還可能對其他氣態行星的研究產生深遠影響。早在2020年,一組科學家就提出關于木星大氣層的奇特理論:在木星強烈雷暴期間,會形成被冰包裹的“冰沙球”(mushballs),它們從高空墜落,致使氨在大氣層中分布不均。不過,這一理論因過于離奇,讓科學家們花了數年試圖推翻它。
近日,加州大學伯克利分校(UC Berkeley)的行星科學家在《科學進展》雜志上發表新研究,證實這一奇特現象不僅真實存在,還可能在太陽系其他氣態行星上發生。研究團隊通過分析木星的雷暴云層發現,這些冰沙球是由水冰和氨組成的“冰沙狀”球體,外層有堅硬的水冰外殼。它們在木星大氣層中上下移動,將氨從高層大氣帶到深層,改變了木星大氣層的化學成分。
研究主要作者、加州大學伯克利分校研究生克里斯·莫克爾(Chris Moeckel)和天文學教授伊姆克·德·帕特(Imke de Pater)表示,起初他們覺得這一理論過于復雜,不太可能是真的。莫克爾稱:“我們花了三年時間試圖證明它是錯的,但最終沒能做到。”
木星以狂暴天氣聞名,包括氣旋、反氣旋、大型風暴以及富含氨的羽流。其大氣層主要由氫氣和氦氣組成,還含有少量氨和水。研究發現,木星大氣層中的強烈雷暴云位于云頂下方約64公里處,這些云層將水冰帶到極高海拔,有時甚至高于可見云層。在高海拔地區,氨像防凍劑一樣融化冰,與水結合形成氨水混合物,隨后被水冰包裹,形成冰沙球。
研究團隊利用朱諾號探測器的微波輻射計、甚大天線陣和哈勃太空望遠鏡的觀測數據,首次創建了木星大氣層的3D可視化模型。該模型證實了冰沙球的存在,并表明這種冰沙暴雨可能在土星、天王星和海王星等其他氣態行星上也存在。
研究發現,木星上大部分天氣系統較淺,發生在可見云層下方約10到20公里范圍內,但一些大型風暴和渦旋可深入木星平流層。莫克爾表示:“每次觀察木星,大部分看到的只是表面現象。雖然大部分天氣系統較淺,但一些大型風暴和渦旋可以穿透深層。”
這項研究不僅解釋了木星大氣層中氨分布不均的謎團,還揭示了氣態行星大氣層的復雜性。莫克爾指出,通常只能看到這些行星的高層大氣,但這不能代表行星內部真實情況。他說:“木星的湍流云頂會讓人誤以為整個大氣層是均勻混合的,但我們的研究發現,盡管表面看起來動蕩不安,但深層實際上是非常穩定和緩慢的?!?/p>
這項研究為未來對木星及其他氣態行星的探索提供了新視角,有助于科學家更好地理解這些行星的內部結構和大氣動態。
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