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探木星大氣層氣溫
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2021 10月26日 星期
 
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探木星大氣層氣溫

小 米


木星大氣層的垂直溫度變化與地球大氣層相似

    探木星大氣層氣溫

    在過去五十年,通過對木星的太空探測和地面觀測,以及長期對木星赤道溫度進行測量,天文學家認為木星的赤道不應該這麼熱。然而,是現有模型未能正確地模擬出木星赤道的熱量流動,還是在木星赤道附近存在其他未知的熱源?

    天文學家多年來一直試圖弄清木星離太陽那麼遠、為何高層大氣溫度卻能一反預期的達到一千K(熱力學溫度單位)高溫。根據美國太空總署與日本宇宙航空研發機構合作的最新研究顯示,原因可能與木星極光加熱整個木星有關。

    天文學家介紹稱,木星是距離太陽第五近的行星,也是太陽系中體積最大的行星,截至二○一九年已知有七十九顆衛星。木星大氣層大致可分為四層:對流層、平流層、增溫層、散逸層,由於木星不像地球一樣擁有固體表面,因此天文學界一般將大氣壓力十bar處視為對流層最低處,將大氣壓力一bar處視為木星表面,但實際上木星大氣與行星流體內部之間沒有明確的界線。不過木星大氣層的垂直溫度變化與地球大氣層相似,即對流層的溫度隨高度降低,於對流層頂(木星表面上方五十公里處)達到最低溫度約零下一百六十三攝氏度;接着平流層溫度上升至約零下七十攝氏度;到了增溫層後溫度開始飆升,木星表面上方約一千公里處增加至約七百二十六攝氏度。

    外界一直關注,木星與太陽的距離七點七八億公里,根據抵達木星的陽光輻射量,推測木星應該是一個相當寒冷的世界,至少高層大氣溫度不應超過七十三攝氏度。但實際上,為何木星赤道上方高層大氣溫度這麼高?這些熱量從哪裡來?赤道附近有甚麼未知熱源?天文學家日前利用凱克天文台望遠鏡數據繪製了木星高層大氣詳細分析圖,首次揭開木星大氣背後加熱機制來自強大的極光。

    天文學家解釋稱,當帶電粒子沿着磁場線被引導至行星兩極附近、並與高層大氣中的原子和分子碰撞時,就會產生極光。在地球上,這些碰撞產生了北極光與南極光,但在木星上,由於木衛一埃歐火山活動貢獻了不少物質,導致木星極光更加強烈。

    小    米

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