新研究显示木星大红斑或为阳光作用结果

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北京时间14日消息,据国外媒体报道,近日,科学家根据对美国航天局(NASA)卡西尼号任务数据的分析,提出木星大红斑的颜色可能是大气层顶部简单化学物质被阳光照射后分解的结果。这一论点颠覆了其他有关大红斑颜色的理论。以往认为,来自木星云层下方的红色化学物质才是大红斑呈现出红色的原因。

在亚利桑那州图森市举行的美国天文学会行星科学会议上,卡西尼号团队科学家、在NASA喷气动力实验室任职的凯文·贝恩斯(Kevin Baines)发表了研究结果。利用卡西尼号于2000年飞掠过木星的数据,结合实验室内的试验结果,凯文·贝恩斯和同事鲍勃·卡尔森(Bob Carlson),以及汤姆·莫玛丽(Tom Momary)得出了新的观点。

在实验室中,研究者用紫外线对氨气和乙炔进行轰击,以模拟阳光对大红斑云层极端高度上这些分子的作用。轰击产生了一种红色物质,研究团队将其与卡西尼号可见光与红外绘图光谱仪(VIMS)观察到的大红斑数据进行比较。他们发现,这种红色物质的光散射特性与大红斑的模型十分吻合。在这个模型中,红色物质被限制在巨大涡流的最上层。

“我们的模型显示,在由红色物质组成的最顶层以下,大红斑绝大部分的颜色是比较淡的,”贝恩斯说,“在红色‘晒伤层’下方的云很可能是白色或灰色。”换句话说,有某种“着色剂”被限制在了云层的顶部,这与常见的理论完全不同。许多人认为,大红斑的红色来源于云层下方深处不断涌上来的化学物质。但是,如果红色物质一直从下往上运输,那么在其他高度的大气层上也应该会出现红斑。

木星几乎都是由氢和氦组成,只有极其稀少的其他元素。一直以来,科学家对木星云层中独特色调的形成很感兴趣,他们试图找出导致这一现象的元素组合。如果找到答案,将为科学家提供更多有关这颗巨型行星形成和变化的信息。

贝恩斯和同事们一开始推测,大红斑的颜色可能来自阳光照射引起的氢硫化铵分解。氢硫化铵组成了木星的一个主要云层。然而,他们很快发现,分解产物不仅没有呈现出红色,反而是明亮的绿色。这一结果促使他们尝试更简单的组合,即在木星高空常见的氨与碳氢化合物。

结果表明,氨和乙炔在紫外线下的分解产物与卡西尼号获得的数据最为吻合。大红斑是木星大气层中长期存在的壮观现象,其宽度相当于两个地球。木星具有三个主要云层,占据了不同的高度,从高到低分别是:氨、氢硫化铵和水蒸气云。至于为什么只有在大红斑,以及少数较小的斑点上才会出现较深的红色,研究者认为云层高度是关键因素。“大红斑处于极高的位置,”贝恩斯说,“它的高度比木星其他地方的云层都高得多。”

研究团队认为,大红斑的高度不仅是红色产生的原因,也起到了加强作用。在大红斑区,风能把氨冰粒运输到更高的大气层中,从而暴露在更为强烈的太阳紫外线下。除此之外,大红斑的涡流也限制住了物质颗粒的流动。所有这些因素,使大红斑顶部的颜色变得比其他各处都更深。

木星的其他区域呈现出混合了橙色、棕色甚至红色的颜色。贝恩斯说,这些地方的高空云层较薄,可以透过大气层看到下方更加丰富多彩的物质。www.etUFO.org

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