有水在木星大气层深处吗?

几个世纪以来,科学家已经了解木星的化妆。难怪:这个神秘的行星是太阳系中最大的一个到目前为止,和化学,离太阳最近的亲戚。了解木星是关键学习更多关于我们的太阳系是如何形成的,甚至其他太阳能系统如何发展。

但是一个关键的问题一直困扰着天文学家世代:有水在木星大气层深处,如果是这样的话,多少钱?

戈登•l . Bjoraker美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家在绿地,马里兰州,在最近的一篇论文在天文杂志报道说,他和他的团队带来了威风凛凛的研究社区接近答案。

通过从地面望远镜热辐射波长敏感泄漏从木星的持久的深度风暴,大红斑,他们发现水的化学特征地球最深的云层之上。的压力水,研究人员得出结论,结合测量另一个含氧气体,一氧化碳,暗示木星有2到9倍的氧气比太阳。这个发现支持理论和计算机仿真模型,预测丰富的水(H2O)木星的氧气(O)与氢分子(H2)。

启示是激动人心的,因为团队的实验很容易失败。大红斑充满了密集的云层,使电磁能量很难逃脱,教什么化学在天文学家。

“原来他们不是很厚,他们阻止我们看到的能力,“Bjoraker说。“这是一个惊喜。”

新的光谱技术和纯粹的好奇心给团队增加凝视深处木星,这有数千英里深的大气层,Bjoraker表示:“我们认为,好吧,让我们看看是什么。”

Bjoraker和他的团队收集的数据将补充美国宇航局的“朱诺”号飞船的信息收集,因为它环绕行星的从北到南一次53天。

除此之外,朱诺正在寻找水与自己的红外光谱仪和微波辐射计,可以探测深度超过任何人- 100酒吧,或在地球表面大气压的100倍。(高度测量木星在酒吧,这代表大气压力,因为地球上没有一个表面,像地球一样,测量高度。)

如果朱诺返回类似水的发现,从而支持Bjoraker地面技术,它可以打开一个新窗口进入解决水问题,戈达德的艾米·西蒙说行星大气层专家。

“如果它工作,那么也许我们可以把它应用在其他地方,像土星、天王星或海王星,我们没有朱诺,”她说。

朱诺是最新的飞船负责寻找水,可能以气体的形式,在这个巨大的气态行星。

水是一个重要的和丰富的分子在我们的太阳系。它催生了地球上的生命现在润滑许多最基本的流程,包括天气。这是一个关键因素在木星的动荡的天气,,在确定这颗行星有一个核心的岩石和冰。

木星被认为是第一个行星形成虹吸遗留的元素形成的太阳为我们从一个非晶态星云星合并到我们今天所看到的炽热的气体球。一个被广泛接受的理论,直到几十年前是木星太阳相同的成分;一个球的氢和氦的暗示——所有的气体,没有核心。

但是越来越多的证据表明木星有一个核心,可能地球质量的10倍。飞船,发现之前访问过地球化学证据表明,它形成了一个核心的岩石和水冰之前,从太阳星云混合气体的气氛。在朱诺木星的引力拖船也支持这一理论。地球上甚至还有闪电和雷声,现象受水分。

“木星的卫星轨道大部分是水冰,所以整个社区有很多的水,“Bjoraker说。“为什么不地球——这个巨大的引力,都落入它——是水丰富,吗?”

水的问题一直困扰着行星科学家;几乎每次水实现的证据,把它们的气味。木星专家们一个最喜欢的例子是美国航空航天局的伽利略号飞船,1995年调查下降到大气中,伤口在异常干燥的地区。“这就像发送探测地球,降落在莫哈韦沙漠,和结束地球是干的,”指出Bjoraker。

在寻找水,Bjoraker和他的团队使用辐射收集的数据从2017年在夏威夷Maunakea的顶峰。他们依赖地球上最灵敏的红外望远镜高家俊凯克天文台,和一个新的仪器,可以检测到更大范围的气体在美国航天局红外望远镜。

分析他们的想法是通过木星的云层发出的光能以识别云层的高度。这将帮助科学家们确定温度和其他环境影响类型的气体可以在这些地区生存。

行星大气层专家预计,在木星云有三层:较低的层的水冰和液态水,中间一个由氨和硫,一个上层的氨。

通过地面观测证实了这一点,Bjoraker的团队观察了在红外波长范围的光,大多数气体不吸收热量,让化学特征泄露出来。具体来说,他们分析了甲烷气体的吸收的一种模式。因为木星太温暖了,甲烷冻结,其丰度不应变化从一个地方到另一个星球上。

“如果你看到甲烷线的强度变化从内到外的大红斑,并不是因为这里有更多的甲烷比,“Bjoraker说,“这是因为有厚,深云阻挡辐射的大红斑。”

Bjoraker团队发现证据的三层云大红斑,支持早期的模型。最深的云层在5条,团队总结道,在温度达到水的冰点,Bjoraker说,“所以我说,我们很有可能发现了一个水云。“水的位置云,再加上大量的一氧化碳,研究人员发现木星,木星证实富含氧气和,因此,水。

Bjoraker的技术现在需要测试其他部分的木星全球水丰富的全貌,并与朱诺的发现他的数据的平方。

“木星的水丰度会告诉我们很多关于如何形成的巨大行星,但前提是我们能算出有多少水在整个地球,”史蒂文·m·莱文说,朱诺项目科学家在帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室,加州。

这篇文章被转载材料所提供的美国国家航空航天局。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考
g . l . Bjoraker m . h . Wong德佩特,t . Hewagama m . Adamkovics g·s·奥尔顿。气体成分和深云结构木星的大红斑。天文杂志,2018;156 (3):1538 - 3881 101 DOI: 10.3847 / / aad186。