天文学家终于弄清楚了云层的含义事实证明,它们闻起来很难闻。首次明确检测到硫化氢,这种气体使臭鸡蛋和胀气具有独特的香气。
尽管进行了数十年的观测,但天王星云层的成分仍然很难确定。
我们知道大气中存在甲烷,因为这使得地球呈现出漂亮的蓝色(甲烷是无味的)。
根据科学家的观察,我们还知道存在氢和氦。航行者2号当它飞过去时进行探测。
但其他化合物(例如水、氨和硫化氢)的浓度有点难以确定,因为这颗行星距离我们很远,在我们的望远镜中又很微弱。
尤其是在云层中,形成云的气体通常隐藏在我们能看到的区域下方——只有极少量的气体徘徊在云层上方,极难探测到。
但设备和技术一直在进步——一个国际天文学家团队已经找到了一种使用强大的新方法双子座望远镜凝视天王星。
由英国牛津大学行星物理学家帕特里克·欧文领导的研究小组利用8米望远镜的近红外积分场光谱仪(NIFS)对云层进行了迄今为止最详细的光谱分析。
他们从可见云层上方的区域采集了反射阳光的样本,果然,有硫化氢——虽然微弱,但毫无疑问。
“虽然我们试图检测的线条几乎不存在,但由于双子座 NIFS 的灵敏度,再加上莫纳克亚火山的精致条件,我们能够明确地检测到它们,”欧文说。
“虽然我们知道这些线将处于检测的边缘,但我决定在我们获得的双子座数据中尝试寻找它们。”
这一结果解决了天文学中长期存在的争论:天王星云层中是硫化氢还是氨占主导地位。
它还将天王星与太阳系内部的气体行星区分开来,和,其大气中含有大量氨,但云层上方没有硫化氢;并可以提供有关海王星的线索,海王星的成分与天王星相似,但距离更远。
反过来,这可以告诉我们一些关于太阳系最初是如何形成的信息。
“在我们太阳系的形成过程中,氮和硫(以及氨和天王星新检测到的硫化氢)之间的平衡是由行星形成的温度和位置决定的,”行星科学家利·弗莱彻解释说莱斯特大学的。
这意味着气态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,而且它们全部都是在岩石内行星之外形成的,、地球和。
下一代地面和天基望远镜,例如巨型麦哲伦望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜,也许能够获得更多细节。
然而,为了进行真正详细的分析,需要发送太空探测器来研究天王星。美国宇航局有对这样的调查进行了研究,尽管如果任务最终获得批准,它至少在几年内不会发射。
至于人类是否去过那里?好吧,我们不会。我们仍在试图弄清楚到达火星的后勤保障,而天王星的距离几乎是火星的五倍。但如果我们这样做了,氨和硫化氢的气味就不是我们关心的了。
窒息和暴露在主要由氢气、氦气和甲烷组成的负200摄氏度大气中,早在闻到气味之前就会造成人员伤亡。”欧文说。
该研究已发表在期刊上自然天文学。