天文学家：在诡异的木星云层中，发现了一些不可思议的怪东西

木星。NASA / ESA / Amy Simon（NASA-GSFC）

最近一位天文爱好者与天文学家合作，使用传统的观测方法在木星身上发现了一桩怪事。

长久以来人们一直有一个基本认识，认为木星标志性的云层是由氨冰颗粒组成的。但天文爱好者Steve Hill使用市售望远镜和滤镜对木星大气中的氨丰度进行了测绘之后发现，其所获得的部分数据与木星大气组成的理论模型是矛盾的。构成木星云层图案的可能并非氨冰。

木星大气的主要成分是氢和氦，以及少量的氨、甲烷和水汽等。这些微量成分基于各自不同的物理特性在木星云层的不同高度上聚集，以不同的方式反射着阳光，使木星呈现出令人惊叹的视觉外观。这其中氨会倾向于向气压最低的地方集中，因此科学家普遍认为，木星可观测云层的上部主要是由氨冰颗粒组成的。

Steve Hill使用了一种传统观测方法，主要通过分析光谱中某种气体吸收了多少特定波长的光，来估算这种气体的浓度。在观测过程中，Hill主要关注了可见光谱中619纳米和647纳米这两个波段，这两个波段分别与甲烷和氨相对应。

甲烷的吸收线主要用以参考，因为人们对木星大气中甲烷丰度的认知比较可靠。利用其吸收线可以推算出气压。将其与氨吸收线进行比较，可以高精度地计算和绘制木星云层中氨的分布特点。

研究人员最终发现，氨冰晶体反射的阳光竟然主要来自那些气压和温度都偏高的地方，而氨理论上不可能集中在这些地方。也就是说，木星云层中氨的主要集中地，是在那些比理论预测深得多的地方。理论上氨应当集中在气压大约为0.7巴的地方，而实际上氨却集中在气压2至3巴的地方。

这样的观测结果表明氨冰并非木星云层的主要成分。构成木星云层的另有其物。也许是氢硫化铵晶体，或者还有木星大气光化学反应产生的雾霾颗粒，因为木星云层的色彩特征表明它可能并非由纯冰组成。那里存在着的更有可能是某种奇异的水氨混合物，但其确切成分是个谜。

研究人员表示，这一观测结果也表明，木星大气层中正在进行大量复杂的光化学反应。在大部分地方，氨在上升到顶部的过程中就会因为受到阳光照射而被分解破坏。木星大气中纯氨晶体可能非常稀少，可能仅局限在某些对流极快极强的小范围之内。

Hill的观测结果在与欧洲南方天文台甚大望远镜阵列和朱诺探测器的数据进行了比较之后被确认。不过仍有一些限制有待消除。

参考
An amateur astronomer used an old technique to study Jupiter — and found something strange
https://www.space.com/the-universe/jupiter/an-amateur-astronomer-used-an-old-technique-to-study-jupiter-and-found-something-strange