新研究顯示木星大紅斑或為陽光作用結果

新浪科技訊 北京時間14日消息，據國外媒體報導，近日，科學家根據對美國航天局(NASA)卡西尼號任務數據的分析，提出木星大紅斑的色可能是大氣層頂部簡單化學物質被陽光照射后分解的結果。這一論點顛覆了其他有關大紅斑色的理論。以往認為，來自木星雲層下方的紅色化學物質才是大紅斑呈現出紅色的原因。

在亞利桑那州圖森市舉行的美國天文學會行星科學會議上，卡西尼號團隊科學家、在NASA噴氣動力實驗室任職的凱文·貝恩斯(Kevin Baines)發表了研究結果。利用卡西尼號於2000年飛掠過木星的數據，結合實驗室內的試驗結果，凱文·貝恩斯和同事鮑勃·卡爾森(Bob Carlson)，以及湯姆·莫瑪麗(Tom Momary)得出了新的觀點。

在實驗室中，研究者用紫外線對氨氣和乙炔進行轟擊，以模擬陽光對大紅斑雲層極端高度上這些分子的作用。轟擊生了一種紅色物質，研究團隊將其與卡西尼號可見光與紅外繪圖光譜儀(VIMS)觀察到的大紅斑數據進行比較。他們發現，這種紅色物質的光散射特性與大紅斑的模型十分吻合。在這個模型中，紅色物質被限制在巨大渦流的最上層。

“我們的模型顯示，在由紅色物質組成的最頂層以下，大紅斑大部分的色是比較淡的，”貝恩斯，“在紅色‘曬傷層’下方的雲很可能是白色或灰色。”換句話，有某種“色劑”被限制在了雲層的頂部，這與常見的理論完全不同。許多人認為，大紅斑的紅色來源於雲層下方深處不斷湧上來的化學物質。但是，如果紅色物質一直從下往上運輸，那麼在其他高度的大氣層上也應該會出現紅斑。

木星几乎都是由氫和氦組成，只有極其稀少的其他元素。一直以來，科學家對木星雲層中獨特色調的形成很感興趣，他們試圖找出導致這一現象的元素組合。如果找到答案，將為科學家提供更多有關這顆巨型行星形成和變化的信息。

貝恩斯和同事們一開始推測，大紅斑的色可能來自陽光照射引起的氫硫化銨分解。氫硫化銨組成了木星的一個主要雲層。然而，他們很快發現，分解物不僅沒有呈現出紅色，反而是明亮的綠色。這一結果促使他們嘗試更簡單的組合，即在木星高空常見的氨與碳氫化合物。

結果表明，氨和乙炔在紫外線下的分解物與卡西尼號獲得的數據最為吻合。大紅斑是木星大氣層中長期存在的壯觀現象，其寬度相當於兩個地球。木星具有三個主要雲層，佔據了不同的高度，從高到低分別是：氨、氫硫化銨和水蒸氣雲。至於為什麼只有在大紅斑，以及少數較小的斑點上才會出現較深的紅色，研究者認為雲層高度是關鍵因素。“大紅斑處於極高的位置，”貝恩斯，“它的高度比木星其他地方的雲層都高得多。”

研究團隊認為，大紅斑的高度不僅是紅色生的原因，也起到了加強作用。在大紅斑區，風能把氨冰粒運輸到更高的大氣層中，從而暴露在更為強烈的太陽紫外線下。除此之外，大紅斑的渦流也限制住了物質顆粒的流動。所有這些因素，使大紅斑頂部的色變得比其他各處都更深。

木星的其他區域呈現出混合了橙色、棕色甚至紅色的色。貝恩斯，這些地方的高空雲層較薄，可以透過大氣層看到下方更加豐富多彩的物質。(任天)