一项最新研究证实，木星上存在氨冰雹（mushballs）暴雨这一奇特现象。该发现不仅揭开了木星大气层中氨分布不均的谜团，还可能对其他气态行星的研究产生深远影响。早在2020年，一组科学家就提出关于木星大气层的奇特理论：在木星强烈雷暴期间，会形成被冰包裹的“冰沙球”（mushballs），它们从高空坠落，致使氨在大气层中分布不均。不过，这一理论因过于离奇，让科学家们花了数年试图推翻它。
近日，加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的行星科学家在《科学进展》杂志上发表新研究，证实这一奇特现象不仅真实存在，还可能在太阳系其他气态行星上发生。研究团队通过分析木星的雷暴云层发现，这些冰沙球是由水冰和氨组成的“冰沙状”球体，外层有坚硬的水冰外壳。它们在木星大气层中上下移动，将氨从高层大气带到深层，改变了木星大气层的化学成分。
研究主要作者、加州大学伯克利分校研究生克里斯·莫克尔（Chris Moeckel）和天文学教授伊姆克·德·帕特（Imke de Pater）表示，起初他们觉得这一理论过于复杂，不太可能是真的。莫克尔称：“我们花了三年时间试图证明它是错的，但最终没能做到。”
木星以狂暴天气闻名，包括气旋、反气旋、大型风暴以及富含氨的羽流。其大气层主要由氢气和氦气组成，还含有少量氨和水。研究发现，木星大气层中的强烈雷暴云位于云顶下方约64公里处，这些云层将水冰带到极高海拔，有时甚至高于可见云层。在高海拔地区，氨像防冻剂一样融化冰，与水结合形成氨水混合物，随后被水冰包裹，形成冰沙球。
研究团队利用朱诺号探测器的微波辐射计、甚大天线阵和哈勃太空望远镜的观测数据，首次创建了木星大气层的3D可视化模型。该模型证实了冰沙球的存在，并表明这种冰沙暴雨可能在土星、天王星和海王星等其他气态行星上也存在。
研究发现，木星上大部分天气系统较浅，发生在可见云层下方约10到20公里范围内，但一些大型风暴和涡旋可深入木星平流层。莫克尔表示：“每次观察木星，大部分看到的只是表面现象。虽然大部分天气系统较浅，但一些大型风暴和涡旋可以穿透深层。”
这项研究不仅解释了木星大气层中氨分布不均的谜团，还揭示了气态行星大气层的复杂性。莫克尔指出，通常只能看到这些行星的高层大气，但这不能代表行星内部真实情况。他说：“木星的湍流云顶会让人误以为整个大气层是均匀混合的，但我们的研究发现，尽管表面看起来动荡不安，但深层实际上是非常稳定和缓慢的。”
这项研究为未来对木星及其他气态行星的探索提供了新视角，有助于科学家更好地理解这些行星的内部结构和大气动态。
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