科学家们揭示了天王星和海王星上增压风暴的关键成分:甲烷。
天王星和海王星是太阳系的最外层行星,因其富含水而被称为冰巨星。尽管科学家对这些遥远的星球了解不多,但自从20世纪80年代旅行者2号探测器经过它们后,科学家们发现这些星球偶尔会出现大规模且短暂的风暴。这些强烈而瞬息万变的风暴每隔几年就会出现一次,且规模庞大,甚至可以通过地球上的望远镜观察到。
研究人员长期以来一直在探讨这些行星风暴为何如此不可预测。如今,一组天文学家提出,甲烷可能是这些风暴的控制因素。
风暴的形成需要热量从行星温暖的内部上升到表面。在表面,升温的气体开始冷却,这可能导致湍流并引发风暴。然而,这些行星的内部始终保持温暖,而外表面则较为凉爽,那么为何风暴并不持续发生呢?
在9月3日发表在预印本数据库arXiv上的一篇论文中,研究小组指出,甲烷是这两颗行星深层大气中含量第三高的分子,仅次于氢和氦。通常情况下,甲烷在大气中漂浮而没有其他作用,但研究人员通过建模表明,在某些情况下,这种简单的碳氢化合物能够显著改变地球内部的热量传递。
研究的作者提出,甲烷通常以气体形式存在,但在这些冰冷世界的大气上层,甲烷可能会凝结成水滴,降落到较低的高度。在那里,它们会重新加热并再次上升,形成类似于地球水循环的过程。一旦大气中的甲烷达到饱和,就会形成一个稳定的层。像湿毯一样,这个稳定层阻止热量到达地表,从而抑制风暴的形成。
这些稳定层通常分布在海王星的所有纬度,以及天王星的赤道和中纬度地区。然而,天王星的两极缺乏足够的甲烷来形成稳定的饱和层。因此,研究发现,热量能够轻易上升到表面,引发更大的风暴。
相对而言,海王星的甲烷含量较高,研究人员发现,甲烷偶尔会从稳定层上升并扩散到大气中,促使热量流动和风暴形成,随后又恢复平静。
需要进一步研究以了解这些冰巨星大气中所有因素的相互作用。
研究的作者表示,这些发现可以帮助我们更好地理解太阳系以外的行星。
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希望本篇文章《科学家揭示天王星和海王星超级风暴的成因》能对你有所帮助!
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