木星毛皮上的冰雹 巨大的泥沙 氨和水球

天气木星可能有与地球的一些令人惊讶的相似之处现象，但有些事情它确实难以简单解释。

现在，科学家们想出了一个方法来解释其野生云的奇怪组成特性：在巨大的雷暴和闪电，木星下起了冰雹“泥球”，这是由氨和水组成的巨大糊状冰块，其稠度类似于湿雪或便利店的泥浆。

这是天文学家想出的最好的方案来解释为什么木星的大气层——以及那些土星,天王星和 Neptune – 氨的分布如此不完整。

“Imke [de Pater] 和我都想，'世界上不可能这是真的，'”行星科学家 Chris Moeckel 说领导这项研究的加州大学 （UC） 伯克利分校的 Len S Mc.“必须把很多事情放在一起才能真正解释这一点，这似乎太奇特了。我基本上花了三年时间试图证明这是错误的。我无法证明它是错的。

首先是假设于 2020 年出现，当科学家研究来自木星探测器朱诺号的数据时，提出了一种从木星上层大气中提取氨和水的特殊机制。

他们提出，木星的巨大风暴将水喷射到木星水云上方的高处，在那里它们遇到了融化冰层的氨蒸气。然后，水和氨在极寒中一起结冰。

“在这些高度，氨的作用就像防冻剂，降低了水冰的熔点，并允许与氨水液体形成云，”美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家海蒂·贝克尔当时的解释.

“在这种新状态下，落下的氨水液滴会与向上的水冰晶相撞，并使云层带电。这是一个很大的惊喜，因为地球上不存在氨水云。

为了调查这是否可能，Moeckel 和他的同事，加州大学伯克利分校的 Imke de Pater 和加州理工学院的 Huazhi Ge，仔细研究了朱诺号和哈勃太空望远镜在 2017 年 7 月收集的数据，当时探测器飞越了一场至今仍在肆虐的巨大闪电风暴。

Juno 用它的微波辐射计仪器，而哈勃则在紫外线、光学和近红外波长范围内进行了观测。

木星的大气层非常狂野，在任何特定时间都有多场与地球上任何事物都不同的风暴肆虐。然而，大多数天气都相对较浅。在预印本中目前正在接受同行审查、Moeckel、de Pater 和一个单独的团队描述了高层大气的 3D 结构，揭示了大多数天气系统仅延伸到可见云顶以下 10 到 20 公里（6.2 到 12.4 英里）处。

然而，一些天气系统深入到对流层的更深处，例如气旋涡旋、富含氨的云带以及 Mushballs 出现的猛烈雷暴。

“每次你看木星时，它大多只是表面。它很浅，但有一些东西——漩涡和这些大风暴——可以穿透。Moeckel 说.“我们基本上是在表明，大气层的顶部实际上是非常糟糕地代表了行星内部的情况。”

这些 mushball 风暴有效地瓦解了高层大气。泥球形成并落下，将氨的大气层消耗到约 150 公里，但将其输送到更深的行星内部。

以前，科学家们不知道是什么去除了氨。Mushballs 完美地解释了这一点。水在云层深处开始它的旅程，然后向上抛出，与氨相遇，并以大约 3 份水对 1 次氨的比例混合。混合的斑点冻结并落入木星深处，在那里它们蒸发并沉积其内容物。

这需要非常特定的条件，例如极强的上升气流来携带水，以及极快的混合，以便 mushballs 能够形成并长得足够大，以便在雨水返回木星大气层中幸存下来。冒烟的枪声是 Juno 无线电数据中的一个信号。

“云下有一个小点，要么看起来像冷却，即融化的冰，要么是氨增强，即氨的融化和释放，”Moeckel 说.“事实上，这两种解释都只能用 mushballs 来解释，这最终说服了我。”

这种传输机制不太可能是木星独有的。科学家们假设类似的机制可能在太阳系中的所有巨行星等。让我们希望未来的观测能够找到它们。

该研究已发表在科学进展.

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