木星的气氛中有深水吗

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几个世纪以来,科学家们一直致力于了解木星的构成。这也就不足为奇了:这个神秘的行星是我们太阳系中迄今为止最大的行星,也是化学上最接近太阳的行星。了解木星是了解太阳系如何形成的关键,也是了解其他太阳系如何发展的关键。

但是一个关键问题已经困扰了天文学家几代人:木星的大气层中是否有深水,如果有,那么多少?

位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家Gordon L. Bjoraker在“天文学杂志”最近的一篇论文中报告说,他和他的团队已经让Jovian研究界更接近答案了。

通过对地面望远镜的观察,这些望远镜对从木星持续风暴 – 大红斑深处泄漏的热辐射敏感,海王星上的生物他们在行星最深的云层上方探测到水的化学特征。研究人员总结说,水的压力加上他们对另一种含氧气体 – 一氧化碳的测量结果,暗示木星的氧气含量是太阳的2到9倍。这一发现支持理论和计算机模拟模型,这些模型预测了由氧(O)与分子氢(H2)结合的木星上的大量水(H2O)。

鉴于该团队的实验可能很容易失败,这一启示令人震惊。大红斑充满了浓密的云层,这使得电磁能量难以逃逸,并向天文学家传授有关内部化学的任何信息。

“事实证明,他们并没有那么厚,以至于阻碍了我们深入人心的能力,”比约克说。“这是一个令人愉快的惊喜。”

新的光谱技术和纯粹的好奇心让团队更深入地凝视着木星的深处,木星有一个数千英里深的气氛,Bjoraker说:“我们想,好吧,让我们看看那里有什么。”

Bjoraker和他的团队收集的数据将补充NASA的Juno太空船正在聚集的信息,因为它每53天从北向南绕行星一次。

除此之外,Juno正在寻找拥有自己的红外光谱仪和微波辐射计的水,它可以探测到比任何人看到的更深 – 达到100巴,或地球表面大气压力的100倍。(木星上的海拔高度用条形来衡量,它代表大气压力,因为行星没有像地球一样的表面来测量高程。)

行星大气专家戈达德的艾米西蒙说,如果朱诺返回类似的水资源,从而支持Bjoraker的地面技术,它可以打开一个解决水问题的新窗口。

“如果它有效,那么也许我们可以把它应用到其他地方,比如土星,天王星或海王星,我们没有朱诺,”她说。

朱诺是最新的航天器,其任务是在这个巨大的气态行星上找到可能以气体形式存在的水。

水是我们太阳系中重要而丰富的分子。它催生了地球上的生命,现在润滑了许多最重要的过程,包括天气。这也是木星湍流天气的关键因素,也是决定地球是否有岩石和冰芯的核心因素。

木星被认为是第一颗通过虹吸太阳形成留下的元素而形成的行星,因为我们的恒星从一个无定形的星云合并成我们今天看到的火星气球。几十年前一个被广泛接受的理论是,木星的成分与太阳相同;带有一丝氦气的氢气球 – 所有气体,无核心。

但有证据表明,木星有一个核心,可能是地球质量的10倍。曾经访问过该星球的航天器发现了化学证据,证明它在与来自太阳星云的气体混合形成大气之前形成了岩石和水冰的核心。木星的重力牵引朱诺的方式也支持这一理论。这个星球上甚至还有闪电和雷声,这些现象都是由水分引起的。

“绕木星运行的卫星主要是水冰,因此整个社区都有充足的水,”比约克说。“为什么地球 – 这个巨大的引力很好,一切都落入其中 – 也不会是水丰富的?”

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