木星大氣層上的“棕色雲”

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傳統觀點認為，木星大氣層上的“棕色雲”，其主要成分是氨冰。不過，近期天文學家和天文愛好者的一些研究發現，棕色雲很可能是由其它物質組成的。





過去的天文學家估計木星的大氣層是由71%的氫和24%的氦組成，並且含有多種可凝結氣體。這些氣體可能在木星的對流層中凝結形成氨水/水冰、氫硫化銨雲（硫與氨氣的化合物）。


人們為了驗證這個猜想，多次派遣無人太空船飛越木星，但結果大多不理想。因為無人太空船隻能測到木星雲層的部分壓力數據和確定其「棕色雲」不是純冰。


先前，科羅拉多大學天文物理學博士、從事太空天氣預報工作的史蒂文·希爾（Steven Hill）博士，使用商用望遠鏡和三到四個特殊光譜濾光片（濾波器），對木星進行觀測再對圖案進行處理，最終繪製出木星大氣層中氨的豐富度和雲頂壓力圖，發現木星雲主要成分並非氫氨銨，很可能是混合氫氨銨，很可能是混合。


英國牛津大學物理系的帕特里克·歐文教授（Patrick Irwin），為了驗證希爾博士簡單分析方法是否有效，他的團隊使用位於智利阿塔卡馬沙漠的歐洲南方天文台超大望遠鏡的多單位光譜探測器（MUSE），對木星的大氣雲中的600至680納米（nm）的光線進行探測，因為這段光譜包含甲烷（619 nm）的甲烷氨（619 nm）。當他們得到探測數據後，透過電腦模型對木星的光與氣體和雲進行模擬，以繪製木星大氣層中主要的壓力水平和氨的豐富度。


結果顯示，這些木星雲區域的雲頂壓力值為2～3巴（bar）之間，要比氨氣凝結成冰的0.7 bar高許多，而雲層部分的溫度也比原本預想要高。


基於這兩個主要原因，他們判定純氨冰不太可能是木星雲的主要成分，而硫氫化銨的可能性較大。歐文教授團隊解釋，在潮濕、富含氨的空氣向上升形成氨冰的速度，遠不如氨氣被破壞或與其它物質混合的速度。因此木星主雲層最可能是由硫氫化銨與光化學煙霧產物混合而成，最終生成經常看到的「紅棕色斑塊」。