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木星的大红斑原来是被太阳晒出来的

科普小知识2022-03-10 10:36:14
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木星的大红斑原来是被太阳晒出来的

美国宇航局(美国国家航空航天局)专家认为,“红斑”是木星高层大气中简单化学物质被阳光分解的产物。这项研究的结论与另一个主流理论相矛盾,后者认为木星的“红点”是“红色”的,因为木星云层下有红色的化学物质。

凯文·贝恩斯(Kevin Baines)是位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国国家航空航天局喷气推进实验室卡西尼号探测器小组的科学家,他说:“我们的模型显示,位于云层上层下方的大红斑上的大部分红色物质都没有颜色,在这种红色晒伤下的物质可能是灰色或白色的。”

自2000年12月以来,喷气推进实验室的贝恩斯和他的同事鲍勃·卡尔森和汤姆·莫马利从卡西尼号探测器上收集了一系列木星观测结果,并进行了室内实验。将这两个数据结合起来后,他们得出了上述结论。

木星的大红斑原来是被太阳晒出来的

在实验中,研究人员用紫外线照射氨气和乙炔气体,这是木星上两种已知的化学物质,来模拟太阳对大红斑极端高度的云层的影响,并在此过程中产生一种红色物质。实验小组将这种物质与卡西尼探测器通过VIMS(可见光和红外光谱仪)观察大红斑的结果进行了比较。发现红色物质的光散射特性与大红斑模型完全匹配,大红斑模型模拟的红色物质是气旋型红斑的最高成分。

Baines说:“但是相反的主流理论对颜色的原因有另一种解释,它假设红斑的红色来自可见云层下爆炸的化学物质。然而,如果红色物质是从下面吹上来的,其他海拔高度的颜色也应该是红色。如果是这样,红点应该比现在更红。”

木星是一颗主要由氢和氦组成的行星,其他元素的比例可以忽略不计。科学家们对理解导致木星彩云的元素组成感兴趣,因为这也将帮助他们更好地理解这颗巨大行星的组成。木星有三个主要的云。这三种云在天空中有明显而具体的高度差异。从高到低依次为:上层云氨、中层云硫代铵和下层云水云。

至于为什么只有大红斑和木星表面的一些小斑点会呈现深红色,研究人员认为海拔在其中起着关键作用。贝恩说:“大红斑海拔很高。它的海拔比木星其他地方的云层还要高。”研究小组认为,大红斑的高海拔不仅使它看起来像红色,而且加深了红色。大红斑上的风暴将含氨的冰粒吹到比平时更高的大气中,从而使它们暴露在更多的太阳紫外线下。此外,由于大红斑本身的风暴性质,这些冰粒被卷在一起,不会被吹到其他地方,导致红点云层顶部的红色比其他地方更深。

木星表面的其余部分看起来像一个橙色、棕色甚至几个深红色的调色板。根据拜恩斯的说法,这些地方明亮的高云较少,所以可以观察到大气中更多的彩色物质。