木星毛皮上的冰雹 巨大的泥沙 氨和水球

天氣木星可能有與地球的一些令人驚訝的相似之處現(xiàn)象，但有些事情它確實難以簡單解釋。

現(xiàn)在，科學(xué)家們想出了一個方法來解釋其野生云的奇怪組成特性：在巨大的雷暴和閃電，木星下起了冰雹“泥球”，這是由氨和水組成的巨大糊狀冰塊，其稠度類似于濕雪或便利店的泥漿。

這是天文學(xué)家想出的最好的方案來解釋為什么木星的大氣層——以及那些土星,天王星和 Neptune – 氨的分布如此不完整。

“Imke [de Pater] 和我都想，'世界上不可能這是真的，'”行星科學(xué)家 Chris Moeckel 說領(lǐng)導(dǎo)這項研究的加州大學(xué) （UC） 伯克利分校的 Len S Mc.“必須把很多事情放在一起才能真正解釋這一點，這似乎太奇特了。我基本上花了三年時間試圖證明這是錯誤的。我無法證明它是錯的。

首先是假設(shè)于 2020 年出現(xiàn)，當科學(xué)家研究來自木星探測器朱諾號的數(shù)據(jù)時，提出了一種從木星上層大氣中提取氨和水的特殊機制。

他們提出，木星的巨大風(fēng)暴將水噴射到木星水云上方的高處，在那里它們遇到了融化冰層的氨蒸氣。然后，水和氨在極寒中一起結(jié)冰。

“在這些高度，氨的作用就像防凍劑，降低了水冰的熔點，并允許與氨水液體形成云，”美國宇航局噴氣推進實驗室的行星科學(xué)家海蒂·貝克爾當時的解釋.

“在這種新狀態(tài)下，落下的氨水液滴會與向上的水冰晶相撞，并使云層帶電。這是一個很大的驚喜，因為地球上不存在氨水云。

為了調(diào)查這是否可能，Moeckel 和他的同事，加州大學(xué)伯克利分校的 Imke de Pater 和加州理工學(xué)院的 Huazhi Ge，仔細研究了朱諾號和哈勃太空望遠鏡在 2017 年 7 月收集的數(shù)據(jù)，當時探測器飛越了一場至今仍在肆虐的巨大閃電風(fēng)暴。

Juno 用它的微波輻射計儀器，而哈勃則在紫外線、光學(xué)和近紅外波長范圍內(nèi)進行了觀測。

木星的大氣層非?？褚?，在任何特定時間都有多場與地球上任何事物都不同的風(fēng)暴肆虐。然而，大多數(shù)天氣都相對較淺。在預(yù)印本中目前正在接受同行審查、Moeckel、de Pater 和一個單獨的團隊描述了高層大氣的 3D 結(jié)構(gòu)，揭示了大多數(shù)天氣系統(tǒng)僅延伸到可見云頂以下 10 到 20 公里（6.2 到 12.4 英里）處。

然而，一些天氣系統(tǒng)深入到對流層的更深處，例如氣旋渦旋、富含氨的云帶以及 Mushballs 出現(xiàn)的猛烈雷暴。

“每次你看木星時，它大多只是表面。它很淺，但有一些東西——漩渦和這些大風(fēng)暴——可以穿透。Moeckel 說.“我們基本上是在表明，大氣層的頂部實際上是非常糟糕地代表了行星內(nèi)部的情況。”

這些 mushball 風(fēng)暴有效地瓦解了高層大氣。泥球形成并落下，將氨的大氣層消耗到約 150 公里，但將其輸送到更深的行星內(nèi)部。

以前，科學(xué)家們不知道是什么去除了氨。Mushballs 完美地解釋了這一點。水在云層深處開始它的旅程，然后向上拋出，與氨相遇，并以大約 3 份水對 1 次氨的比例混合?；旌系陌唿c凍結(jié)并落入木星深處，在那里它們蒸發(fā)并沉積其內(nèi)容物。

這需要非常特定的條件，例如極強的上升氣流來攜帶水，以及極快的混合，以便 mushballs 能夠形成并長得足夠大，以便在雨水返回木星大氣層中幸存下來。冒煙的槍聲是 Juno 無線電數(shù)據(jù)中的一個信號。

“云下有一個小點，要么看起來像冷卻，即融化的冰，要么是氨增強，即氨的融化和釋放，”Moeckel 說.“事實上，這兩種解釋都只能用 mushballs 來解釋，這最終說服了我?！?/p>

這種傳輸機制不太可能是木星獨有的?？茖W(xué)家們假設(shè)類似的機制可能在太陽系中的所有巨行星等。讓我們希望未來的觀測能夠找到它們。

該研究已發(fā)表在科學(xué)進展.

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