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美國宇航局“朱諾號”探測器觀測顯示,木星大氣層中出現(xiàn)更小、更淺的閃電現(xiàn)象,表明木星的閃電和冰雹形成于較淺的大氣層。
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依據(jù)近期發(fā)表在《自然》雜志的一項(xiàng)最新研究,木星淺層閃電并非像地球閃電源于水云層,而是由富含水和氨的云層產(chǎn)生的。
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科學(xué)家展示了木星雷暴如何產(chǎn)生意想不到的天氣現(xiàn)象,并形成特殊冰雹——“mushballs”,這些泥狀球體落到木星表面,并將氨輸送到木星深層。
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行星科學(xué)家?guī)资昵熬椭滥拘巧洗嬖陂W電,他們認(rèn)為這是由地球上類似的條件產(chǎn)生的,也就是在接近冰點(diǎn)的溫度下由水云形成。要做到這一點(diǎn),木星風(fēng)暴必須在云層頂部之下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(xiàn)更小、更淺的閃電現(xiàn)象,表明木星的閃電和冰雹形成于較淺的大氣層。
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在這項(xiàng)最新研究中,加州理工學(xué)院行星科學(xué)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云層之上25千米位置,冰晶會(huì)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(dá)到零下88攝氏度,但是氨氣會(huì)融化冰。
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貝克爾在噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室召開的新聞發(fā)布會(huì)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(diǎn),促使氨-水液體云的形成。在這種最新狀態(tài)下,下降的氨-水液滴會(huì)與上升的水-冰晶體碰撞,從而使云層帶電。這是一個(gè)巨大的驚喜,因?yàn)榘彼撇⒉淮嬖谟诘厍颉?/p>
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這個(gè)解釋似乎解決另一個(gè)與木星相關(guān)的謎團(tuán)——大氣層缺失氨產(chǎn)生不均勻縫隙,之前科學(xué)家認(rèn)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淀到木星表面之下。然而,這種科學(xué)假設(shè)并不奏效,因?yàn)榧僭O(shè)的降雨量無法與“朱諾號”微波輻射計(jì)的觀測結(jié)果相匹配,該輻射計(jì)可探測到大氣層耗盡缺失的氨。
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《地球物理研究新期刊》描述了最新解釋理論,之前科學(xué)家的思路是正確的,但是該理論稱降雨并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。
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研究人員提出的“mushballs”冰雹是由水和氨構(gòu)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(qiáng)風(fēng)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(fā)消失。
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研究報(bào)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(shí)證明,氨并沒有消失,它只是偽裝起來,通過與水混合來隱藏自己。
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所以揭曉氨消失的區(qū)域,最新理論還解釋了氨在木星大氣層不均勻分布的現(xiàn)象。由一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)推斷出另一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn),這真得太酷了!一些科學(xué)努力看上去可能是多余或者無用的,但正如這兩篇論文的內(nèi)容,我們并不總是知道科學(xué)證據(jù)會(huì)將我們引向何處。
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