木星上的大红斑隐藏着什么秘密？

木星上的大红斑隐藏着什么秘密？

这张特写显示了围绕木星著名的大红斑旋转的云，科学家们在那里训练望远镜来了解更多关于这个星球的水的情况。

许多谜团隐藏在木星美丽而混乱的云层之下，但在一些聪明的天文技术和美国宇航局的朱诺号宇宙飞船的帮助下，这颗巨大行星最大的谜题之一可能即将得到解答。

我们知道，水是地球上生命的关键。我们在其他世界寻找生命的努力取决于对这种重要化合物的发现。尽管科学家们认为木星上不存在生命，但寻找木星的水库是行星科学中最紧迫的问题之一。定位水的存在，将帮助我们了解太阳系和木星本身是如何进化的。不幸的是，众所周知，木星在其厚厚的大气层中不显示任何深层的水，这使得科学家和他们的行星形成模型处于高度干燥的状态。

在我们发射宇宙飞船去调查木星之前，科学家们认为这颗气态巨行星将含有大量的H2O。其逻辑很简单:地球被潮湿的物质所覆盖，在环绕巨行星运行的各种卫星中有大量的水。因此，木星这颗太阳系中质量最大、引力最强的行星，在数十亿年前形成时，一定捕获了太阳系中大部分的水。

这一逻辑在1995年被打破，当时NASA的伽利略(Galileo)任务向火星大气层发射了一个探测器，以测量其成分。令每个人吃惊的是，这里竟然缺水。事实证明，伽利略号探测器可能并没有探测到水，只是因为水被扔错了地方。这就像探测器降落在地球上的沙漠上。这并不是说我们的星球上没有水，只是沙漠里没有水。木星的大气层是动态的，有急流、风暴和非均匀的成分;探测器只能对它所经过的那个地方的大气进行采样，而那个地方可能像沙漠一样干燥。

木星上的大红斑隐藏着什么秘密

然而，当研究人员利用位于夏威夷莫纳克亚山的w·m·凯克天文台（WM Keck Observatory）和美国宇航局（NASA）的红外望远镜（ir Telescope）对木星最大的风暴 – 大红斑（大红斑）进行深入观测时，情况发生了变化。2018年8月，NASA戈达德太空飞行中心的天体物理学家戈登·l·比约克（Gordon L. Bjoraker）领导的研究小组在天体物理学杂志“（天体物理学报）上发表了这一充满水的消息。

比约克在美国宇航局的一份声明中说:“环绕木星运行的卫星大部分是水冰，所以整个社区都有充足的水。”“为什么地球这个巨大的重力井，所有的东西都掉进去了，也不会有丰富的水呢?”

为了进行研究，比约克的团队测量了从云层深处泄漏的红外辐射。他们专门研究了一种甲烷的红外吸收光谱，这种甲烷已知存在于整个地球的蒸汽中。这种红外辐射应该不受阻碍地穿过云层，但是如果云层存在，这种辐射就会被阻挡。在分析木星大红斑的观测结果时，研究人员发现有三层不同的云层阻挡了红外信号穿过大气层，这与理论预测的富水云层的存在相一致。他们还发现了大量的一氧化碳，这表明如果温度和压力合适的话，在木星的大气中有大量的氧(O)可以与氢分子(H2)进行化学结合，形成水(H2O)。

下一步是利用这些数据来补充“朱诺”号对木星的观测。这艘宇宙飞船可以对木星大气层进行更深入的光谱观测，而且它将对整个行星进行这样的观测，而不仅仅是对大红斑。但是，如果“朱诺”号也能探测到这片可能存在的水云层，那么比约克团队在地球上使用望远镜开发的技术将被证明能够有效地探测到木星内部深处的水，从而解开这颗气态巨星的水之谜。这些技术可以用来探测其他行星的大气层深处。

​研究报告的撰写者之一、行星大气专家艾米·西蒙在一份声明中说:“如果这一理论行得通，那么我们或许可以把它应用到其他地方，比如土星、天王星或海王星，因为在这些地方我们没有朱诺号。”

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