@ 2014.11.12 , 20:11

天文学家揭秘木星大红斑:是被太阳晒红的

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木星表面“红”斑的成因已经困扰了天文学家数十年之久,而时至今日他们却得出了一个看着不大可能的答案:那是太阳晒红的。

NASA(美国国家航空与宇宙航行局)的专家相信,“红斑”是木星上层大气内的简单化学物质被阳光分解而形成的产物。这项研究结论与另一主流理论产生了矛盾,该主流理论认为,木星“红斑”之所以“红”源于木星云层下方的红色化学物质。

Kevin Baines是卡西尼号探测器小组的一名科学家,该小组的研究基地位于加州帕萨迪纳市的NASA喷射推进实验室,他表示:“我们的模型显示,大红斑上红色物质的上云层以下的绝大部分都没什么颜色,在这个红色的日晒斑下边的物质可能是灰色的或者白色的。”

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Baines和他在喷射推进实验室的同事Bob Carlson、Tom Momary收集了卡西尼号探测器从2000年12月开始搜集一系列木星观察结果,并进行了室内实验,在把两者的数据结合之后,他们得出了以上结论。

在实验中,研究人员用紫外光照射氨气和乙炔气这两种木星上已知的化学物质,以此来模拟太阳对在大红斑极端高度上的云层造成的影响,并在此过程中产生了一种红色物质。实验团队把这种物质和卡西尼号探测器通过VIMS(可见光与红外光光谱分析仪)观察大红斑得到的结果进行对比,发现红色物质的各项光散射特性和大红斑模型正好完美匹配,而该大红斑模型模拟的红色物质正是这个旋风型的红斑最顶层的构成物。

Baines说道:“但与之相对的主流理论对于颜色的成因却另有说法,该理论假定红斑的红色来自从可见云层下方吹上来的化学物质。不过要是红色物质是从下边吹上来的,那在其他海拔上的颜色也应该是红的,如果真是这样的话,那红斑应该比现在更红才对。”

木星是一个主要由氢气和氦气构成的星球,其他元素的占比可谓微乎其微。科学家对于了解导致木星有色云层的元素构成充满兴趣,因为这也会帮助他们更好地了解这个巨型行星的构成成分。木星共有三个主要云层,三大云层在天上有明确具体的海拔高度区分,从高到低分别为:上云层ammonia(氨)、中云层ammonium hydrosulfide(氢硫化氨)和下云层water clouds(水汽云)。

至于木星表面为何只有大红斑以及一些小斑会显现深红色的原因,研究人员认为海拔在其中起着关键作用。Baines说道:“大红斑的海拔非常高,它的海拔比木星上其他地方的云层都要高。”研究团队认为大红斑的高海拔不仅让它显现出红色,而且还加深了这种红色。大红斑上的风暴把带有氨的冰粒吹上了比平常更高的大气中,从而使其接触到了更多的太阳紫外线。除此之外,由于大红斑本身的风暴特性,这些冰粒被卷在一起,而不会被吹到其他地方去,结果就让红斑云层顶端的红色变得比其他地方都来得更深。

木星表面的其他区域看着就像个调色板,上边有橙色、棕色,甚至也包括好几种色深的红色。据Baines所述,这些地方具有较少的明亮高云层,因此可以观察到大气中更多色彩斑斓的物质。

本文译自 dailymail,由译者 EGI 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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