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科学家最后知道为什么在天王星和海王星上耀斑起超级风暴

2024-09-17 14:47阅读:

科学家最后知道为什么在天王星和海王星上耀斑起超级风暴

By Paul Sutter
published 17 hours ago
Uranus
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科学家最后知道为什么在天王星和海王星上耀斑起超级风暴
2018年在天王星上的一个风暴的图像。 (Image credit: NASA)

科学家们已经发现了在天王星和海王星上鼓动着超充能的风暴的秘密成分甲烷。
天王星和海王星是太阳系的最外行星并被称为冰巨星,因为它们是富水的。科学家们关于这些遥远的王国几乎不了解。但在20世纪80年代旅行者2号宇宙飞船飞越过这些世界之后,科学家们意识到了这些世界偶尔的宿主大规模的、短暂的风暴。这些猛烈但转瞬即逝的风暴每几年蹦起,而且是如此大你能从地球上(用一台望远镜)看到它们。
长期以来研究人员好奇了为什么在这些行星上的风暴是如此不可预测的。现在一组天文学家已经提出甲烷可能把持来控制这些风暴的钥匙。
为一个风暴提供动力,热必须从一个行星的温暖的内部到它的表面上升。在那里被加热的气体开始冷却,这能造成湍流并引发风暴形成。但这些行星的内部总是温暖的,外表面总是凉的,如此为什么风暴不一直发生呢?
93在预印本数据库arXiv上发表的一篇论文中,该团队指出了甲烷是两个世界的深大气层中仅次于氢和氦的第三最丰度分子。正常的,甲烷除在大气中漂浮外不做太多的,但研究人员用建模来表明在某些情况中这种简单的碳氢化合物能急剧的改变在星球内的热传递。
研究作者提出了甲烷通常作为气体存在,但在这些冰世界大气层的上部区域甲烷可能凝结,形成下落到更低高度的液滴。在那里,它们重新加热并再次上升,完成一个类似于在地球上水循环的循环。一旦大气层变的甲烷过饱和一个稳定的层形成。就像一个湿毯一样,稳定层保持热不到达地表,这反过来抑制风暴形成。
这些层最常被发现在海王星的所有纬度以及围绕天王星的赤道和中纬度。但天王星的两极没有足够的甲烷来创造一个稳定的饱和层。因此研究发现了热能容易的上升到地表并驱动更大的风暴。
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另一方面,海王星总体有更多的甲烷,研究人员发现了偶尔的甲烷能从稳定的层上升并穿过大气层分散,在一切再次安顿之前使热来流动和风暴来形成。
将需要进一步的工作来了解这些所有因素在冰巨星大气层中如何相互作用。
研究作者写道,这些知识然后可以被用来更好了解太阳系以外的行星。
https://www.livescience.com/space/uranus/scientists-finally-know-why-ultraviolent-superstorms-flare-up-on-uranus-and-neptune

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