
10月5日,国际天文学联合会发布最新研究成果,人类对木星表面物质构成的认知迎来重大突破。这项由NASA朱诺号探测器传回的首批深度探测数据支持的研究,首次精确绘制了木星云层顶部到2000公里 sau以下的垂直成分分布图。科学家团队在《自然·天文学》期刊发表的论文指出,木星大气层远比我们想象的更加复杂——它不仅蕴含大量氢与氦的液态合金,还发现了类似钻石结晶的氨盐颗粒。
木星作为太阳系最大的行星,其表面由一层厚度约5000公里的多层云系构成。最外层是约50公里的可见云带,主要由氨(NH?)结晶构成。这些氨冰晶体在-145℃的低温环境下形成白色条纹,与下方硫化氢(H?S)云层的深色区域共同构成著名的大红斑外围图案。最新研究揭示,在高压环境下,氨与氢气会形成类似"氢氨化合物"的新型物质结构——这种物质在实验室中需在20000大气压下才能稳定存在。
木星表面是什么构成的物质这一问题的最新答案令人震撼。朱诺号红外光谱仪在穿透云层时,首次观测到350-400公里深处存在由水冰、甲烷冰和硫化合物构成的"化学风暴层"。这里持续进行着剧烈的对流运动,每立方米气流携带超过10吨的硅酸盐微粒。科学家通过同位素追踪发现,这些物质可能源自46亿年前太阳星云原始尘埃的留存。
值得关注的是,研究人员在今天(10月5日)的新闻发布会上展示了一项颠覆性发现:木星赤道区域存在长达3000公里的"金属氢海洋"。这种在普通条件下根本无法稳定存在的物质,在木星内部200吉帕斯卡的极端压力下呈现导电特性。纽约大学教授艾琳·徐表示:"这证实了我们的猜想——木星磁场源于金属氢海洋的对流运动,其强度达到地球磁场的2万倍。"
10月5日恰逢第53届全球行星科学研讨会开幕,现场同步展示了木星大气分层的新模型。数据显示云层之下的气压随深度指数级增长,在800公里深处已达到地球海洋最深点的100倍。这种压力条件使得氢分子以液态形态存在,形成绵延数万千米的"液态氢海洋"。最新同位素分析表明,这些液体中富含氘(重氢),其丰度达到太阳的2-3倍,为太阳系形成时的物质分布研究提供了关键证据。
在观测技术方面,朱诺号携带的JEDI仪器(朱诺号极光与粒子探测仪)传回的数据显示,木星极光区域的等离子体温度可达50万摄氏度。这些高速粒子与大气分子碰撞时,释放出的能量足以将甲烷(CH?)解离成碳颗粒。科学家因此推测,木星平流层上部的深蓝色云团,可能主要由直径不足1微米的碳纳米管构成——这种特殊结构的物质在实验室中具有超强导电性和热稳定性。
关于木星核心的最新假设模型指出,这个直径约2.5万公里的核心并非传统认知中的岩石层,而是包裹着6000℃高温的"奇异物质"。麻省理工学院团队通过数值模拟证实,这样的结构能够解释木星异常强大的重力场与磁场特征。核心物质或许由氦-3超流体与硅酸盐玻璃态物质构成,这种组合在地球上无法通过任何实验手段复现。
10月5日发布的这些突破性发现,将彻底改写教科书中的木星结构章节。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣布,计划于2028年发射的"白帝星号"探测器将携带新一代中子星观测设备,进一步探索木星深层物质的量子态特性。中科院国家天文台研究员李文辉表示:"我们正见证着太阳系演化历史的拼图逐渐清晰,木星作为\'原始星云保存库\'的研究价值远超想象。"
这项研究不仅深化了人类对太阳系巨行星的理解,也为寻找系外类木行星提供理论框架。随着詹姆斯·韦伯太空望远镜的持续观测,我们期待未来能解密更多系外行星的气态表面物质构成之谜。正如朱诺号项目科学家史蒂文·克莱门茨所言:"每个新发现都像打开一扇窗,让我们更接近46亿年前那场创造太阳系的星云狂舞。"