天文學家終於弄清楚雲的意義天王星事實證明,它們聞起來很難聞。首次明確檢測到硫化氫,這種氣體使臭雞蛋和脹氣具有獨特的香氣。
儘管進行了數十年的觀測,但天王星雲的成分仍然很難確定。
我們知道大氣中存在甲烷,因為這使得地球呈現出漂亮的藍色(甲烷是無味的)。
根據科學家的觀察,我們也知道有氫和氦。航行者2號當它飛過去時進行探測。
但其他化合物(例如水、氨和硫化氫)的濃度有點難以確定,因為這顆行星離我們很遠,在我們的望遠鏡中又很微弱。
尤其是在雲層中,形成雲的氣體通常隱藏在我們能看到的區域下方——只有極少量的氣體徘徊在雲層上方,極難探測到。
但設備和技術一直在進步——一個國際天文學家團隊已經找到了一種使用強大的新方法雙子座望遠鏡凝視天王星。
由英國牛津大學行星物理學家帕特里克·歐文領導的研究小組利用8米望遠鏡的近紅外線積分場光譜儀(NIFS)對雲層進行了迄今為止最詳細的光譜分析。
他們從可見雲層上方的區域採集了反射陽光的樣本,果然,有硫化氫——雖然微弱,但毫無疑問。
「雖然我們試圖檢測的線條幾乎不存在,但由於雙子座 NIFS 的靈敏度,再加上莫納克亞火山的精緻條件,我們能夠明確地檢測到它們,”歐文說。
“雖然我們知道這些線將處於檢測的邊緣,但我決定在我們獲得的雙子座數據中嘗試尋找它們。”
這結果解決了天文學中長期存在的爭論:天王星雲層中是硫化氫還是氨占主導地位。
它也將天王星與太陽系內部的氣體行星區分開來,木星和土星,其大氣中含有大量氨,但雲層上方沒有硫化氫;並且可以提供有關海王星的線索,海王星的成分與天王星相似,但距離更遠。
反過來,這可以告訴我們一些關於太陽系最初是如何形成的資訊。
「在我們太陽系的形成過程中,氮和硫(以及氨和天王星新檢測到的硫化氫)之間的平衡是由行星形成的溫度和位置決定的,”行星科學家利·弗萊徹解釋說萊斯特大學的。
這意味著氣態巨行星土星和木星可能是在冰行星天王星和海王星之外形成的,而且它們全部都是在岩石內行星之外形成的汞,金星、地球和火星。
下一代地面和天基望遠鏡,例如巨型麥哲倫望遠鏡和詹姆斯韋伯太空望遠鏡,也許能夠獲得更多細節。
然而,為了進行真正詳細的分析,需要發送太空探測器來研究天王星。美國太空總署有對這樣的調查進行了研究,儘管如果任務最終獲得批准,它至少在幾年內不會發射。
至於人類是否去過那裡?好吧,我們不會。我們仍在試圖弄清楚到達火星的後勤保障,而天王星的距離幾乎是火星的五倍。但如果我們這樣做了,氨和硫化氫的氣味就不是我們關心的了。
窒息和暴露在主要由氫氣、氦氣和甲烷組成的負200攝氏度大氣中,早在聞到氣味之前就會造成人員傷亡。歐文說。
該研究已發表在期刊上自然天文學。