木星大氣充滿巨大風暴,且和地球雲一樣,木星雲層也含水,只是木星大氣密度更高,厚到至今還沒有任何太空船能精確測量木星大氣底下樣貌。近日,芝加哥大學與 NASA 噴射推進實驗室團隊建立迄今最完整木星大氣層模型,分析表明這顆氣態巨行星的氧含量比太陽多 1.5 倍。
約 360 年前,早期望遠鏡發現木星表面存在地球 2 倍大的巨大風暴「大紅斑(Great Red Spot,GRS)」,天文學家自那時起持續關注木星大氣動態,由於木星雲層極厚,NASA 伽利略號探測器 2003 年往木星大氣深處墜入不久便與地球失去聯繫,現役朱諾號僅從木星軌道上觀測分析高層大氣成分,包括氨、甲烷、硫氫化銨、水、一氧化碳等,我們仍不知這些風暴之下隱藏些什麼。
木星大氣化學成分極複雜,分子於極端高溫的大氣深處與較冷上層區域之間移動,數千種不同類型反應可能改變物質相並重新排列成不同分子;此外,雲和水滴的行為也需考慮,因此芝加哥大學與 NASA 噴射推進實驗室團隊近日建立木星深層大氣新模型,首次結合化學與流體動力學。
幾十年來,科學家一直在爭論木星氧含量,過去研究認為木星氧含量僅太陽三分之一,但新模型表明木星氧含量可能比太陽多 1.5 倍,且大氣層上下循環速度比過去預估還慢 35~40 倍,單分子穿越一層大氣可能要花幾週時間而不是幾小時。
這項研究能幫助天文學家拼湊行星如何形成,也能幫助地球模擬極端天氣。
新論文發表在《行星科學》期刊。
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