❝业余天文学家的创新研究，帮助揭示木星云层并非由纯氨冰构成，为木星大气科学研究开启新篇章。
重新认识木星的云层
木星一直是科学研究的热点，尤其是其壮观的云层。过去，科学家普遍认为木星的云层主要由氨冰构成。然而，最新研究指出，这些云层可能由硫化氢铵和光化学烟雾的混合物构成。
这一突破性发现由公民科学家希尔博士与牛津大学的研究团队合作完成，成果于《地球物理研究期刊：行星》（Journal of Geophysical Research: Planets）上发表。
通过简单的滤镜和业余望远镜，希尔博士证明了可以测量木星云层中的氨气浓度与压力分布。研究显示，木星的云层位于更深、更温暖的大气层中，温度过高，不适合氨冷凝形成云层。
先进技术下木星大气研究
MUSE光谱观测揭示木星云层深度
研究团队使用欧洲南方天文台（ESO）超大型望远镜（VLT）上的多单元光谱探测器（MUSE），分析木星大气中氨气与云层的高度分布。MUSE通过光谱分析记录气体在不同波长光线下的特性，并结合计算机模型模拟光线与大气及云层的交互。
结果显示，木星的主要云层远低于氨气冷凝形成的云层区域，压力远高于700毫巴，温度也超过了氨冰的稳定条件。因此，云层成分更可能是硫化氢铵，结合光化学反应生成的烟雾。
简单方法验证复杂分析结果
尽管MUSE的观测技术复杂，研究团队通过希尔博士的简单滤镜方法成功复现了氨气分布的观测结果。这种方法通过对比相邻窄波段滤镜的亮度，计算木星云层顶端的压力与氨气浓度分布。由于计算速度快、成本低，这种方法更易于验证和推广。
木星云层的形成机制
木星大气中的光化学反应活跃，影响云层的组成。在湿润且富含氨气的上升气流区域，氨气会因光化学反应被破坏或混合，阻止氨冰的形成。这导致云层由硫化氢铵与光化学烟雾混合而成，展现出木星照片中的红色和棕色。仅在少数对流强烈的区域，上升气流足够快速，可能形成短暂的白色氨冰高云。
NASA的伽利略号与朱诺号太空船曾记录到这种现象。这些白色高云偶尔出现在木星的主要云层之上，其投影清晰可见。
土星上的类似发现
研究团队将相同的分析方法应用于土星的MUSE观测数据，发现其氨气分布与此前研究（包括韦伯太空望远镜的数据）一致。结果表明，土星的主要反射层同样位于氨冷凝层以下，可能也受光化学过程的影响。
公民科学家的贡献
本研究的成功展示了公民科学家在现代天文学中的潜力。欧文教授表示，希尔博士的创新方法不仅简单易用，还能揭示深层次的科学真相，为木星大气研究带来了全新视角。
希尔博士提到，他的目标是利用平价设备突破观测极限，让业余天文学家也能为专业研究贡献力量。他对这一项目的成果表示惊喜，并希望未来更多人加入公民科学的行列。
通过这种简单的滤镜分析技术，公民科学家和专业研究人员可以监测木星大气的氨气分布和云层变化。这不仅包括木星云带、小型风暴，还能跟踪大红斑等大型漩涡的演变。未来，这一技术或将用于更多的行星大气研究，为探索太阳系乃至系外行星开辟新路径。
来源：https://tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=F20D81D21E074F3F
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