最新研究:木星存在怪異的閃電和冰雹

據國外媒體報道,木星存在閃電和冰雹,但這些現象完全不同於地球上我們熟知的閃電和冰雹。依據近期發表在《自然》雜誌的一項最新研究,木星淺層閃電並非像地球閃電源於水雲層,而是由富含水和氨的雲層產生的。

科學家展示了木星雷暴如何產生意想不到的天氣現象,並形成特殊冰雹——「mushballs」,這些泥狀球體落到木星表面,並將氨輸送到木星深層。

行星科學家幾十年前就知道木星上存在閃電,他們認為這是由地球上類似的條件產生的,也就是在接近冰點的溫度下由水雲形成。要做到這一點,木星風暴必須在雲層頂部之下45-65千米的高度形成,然而,美國宇航局「朱諾號」探測器觀測顯示,木星大氣層中出現更小、更淺的閃電現象,表明木星的閃電和冰雹形成於較淺的大氣層。

在這項最新研究中,加州理工學院行星科學家海蒂·貝克爾和同事提出了合理解釋——木星高層大氣將水冰晶釋放至水雲層之上25千米位置,冰晶會在較高海拔與氨接觸,形成氨-水混合物,在這一高度下,溫度達到零下88攝氏度,但是氨氣會融化冰。

貝克爾在噴氣推進實驗室召開的新聞發佈會上解釋稱,在這一高度,氨就像一種防凍劑,能夠降低水冰的融點,促使氨-水液體雲的形成。在這種最新狀態下,下降的氨-水液滴會與上升的水-冰晶體碰撞,從而使雲層帶電。這是一個巨大的驚喜,因為氨水雲並不存在於地球。

這個解釋似乎解決另一個與木星相關的謎團——大氣層缺失氨產生不均勻縫隙,之前科學家認為大氣層中缺少氨是由降雨造成的,在降雨過程中,氨和水的濕混合物沉澱到木星表面之下。然而,這種科學假設並不奏效,因為假設的降雨量無法與「朱諾號」微波輻射計的觀測結果相匹配,該輻射計可探測到大氣層耗盡缺失的氨。

《地球物理研究新期刊》描述了最新解釋理論,之前科學家的思路是正確的,但是該理論稱降雨並非木星大氣層氨缺失的原因,而是提出一種不同類型的降水——冰雹。

研究人員提出的「mushballs」冰雹是由水和氨構成的,這與地球大氣層形成的冰雹類似,最初mushballs體積較小,在強風作用下體積不斷增大。最終,這些黏糊糊的球體變得較重,最終降落到木星表面,在較溫暖的溫度下蒸發消失。

研究報告合著作者斯科特·博爾頓和西南研究所的朱諾·派指出,事實證明,氨並沒有消失,它只是偽裝起來,通過與水混合來隱藏自己。

所以揭曉氨消失的區域,最新理論還解釋了氨在木星大氣層不均勻分佈的現象。由一項科學發現推斷出另一項科學發現,這真得太酷了!一些科學努力看上去可能是多餘或者無用的,但正如這兩篇論文的內容,我們並不總是知道科學證據會將我們引向何處。

最新研究:木星存在怪異的閃電和冰雹