近日，一位天文愛好者與專業(yè)的天文學(xué)家攜手，在觀測木星時意外發(fā)現(xiàn)了一項令人驚訝的現(xiàn)象，挑戰(zhàn)了長久以來關(guān)于木星云層成分的傳統(tǒng)認(rèn)知。
長久以來，科學(xué)家們普遍認(rèn)為，木星那標(biāo)志性的云層主要由氨冰顆粒構(gòu)成。然而，天文愛好者Steve Hill通過市售望遠(yuǎn)鏡和特定濾鏡，對木星大氣中的氨豐度進(jìn)行了細(xì)致觀測與測繪，所得出的部分?jǐn)?shù)據(jù)與現(xiàn)有的木星大氣理論模型存在顯著不符。
木星的大氣主要由氫和氦組成，其中還含有少量的氨、甲烷和水汽等。這些微量成分在木星的不同云層高度上，因其獨特的物理特性而聚集，并以不同的方式反射陽光，為木星披上了絢爛的外衣。尤其是氨，由于其傾向于向氣壓較低的區(qū)域集中，科學(xué)家們一直認(rèn)為木星可觀測云層的上部主要由氨冰顆粒構(gòu)成。
Steve Hill采用了一種傳統(tǒng)的光譜分析方法，通過觀測特定波長下氣體對光的吸收程度，來估算氣體的濃度。他特別關(guān)注了可見光譜中619納米和647納米這兩個波段，這兩個波段分別與甲烷和氨的吸收特征相對應(yīng)。甲烷的吸收線作為參考，因為木星大氣中甲烷的豐度已被較為準(zhǔn)確地測定。通過比較甲烷和氨的吸收線，Hill能夠高精度地計算和繪制出木星云層中氨的分布特點。
然而，觀測結(jié)果卻出乎意料。Hill發(fā)現(xiàn)，氨冰晶體反射的陽光主要來自于那些氣壓和溫度都相對較高的區(qū)域，這與氨理論上應(yīng)集中的位置大相徑庭。理論上，氨應(yīng)在氣壓大約為0.7巴的地方集中，但實際觀測卻發(fā)現(xiàn)，氨主要集中在氣壓2至3巴的區(qū)域。這一發(fā)現(xiàn)意味著，氨冰可能并非木星云層的主要成分。
研究人員推測，構(gòu)成木星云層的可能是其他物質(zhì)，如氫硫化銨晶體，或者是木星大氣中光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的霧霾顆粒。木星云層的色彩特征表明，它可能并非由純冰組成，而是某種奇異的水氨混合物，但其確切成分仍然是個未解之謎。
這一觀測結(jié)果還揭示了木星大氣層中正在進(jìn)行大量復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)。在多數(shù)情況下，氨在上升到云層頂部的過程中，會因陽光照射而被分解破壞。因此，木星大氣中純氨晶體可能非常稀少，且可能僅存在于某些對流極快極強的小范圍內(nèi)。
為了驗證Hill的觀測結(jié)果，研究人員還將其與歐洲南方天文臺甚大望遠(yuǎn)鏡陣列和朱諾探測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，結(jié)果證實了這一發(fā)現(xiàn)的可靠性。盡管如此，仍有一些限制因素需要進(jìn)一步消除，以更全面地理解木星大氣層的復(fù)雜性和多樣性。
