木星的大紅斑為什麼是紅色的？

文：芸薹

木星大紅斑作為木星的標誌性特徵，它的色彩「配方」始終是個謎，而近日科學家們得以窺視其中的一點奧秘。

木星大紅斑 圖源：信源

要了解「配方」，首先我們要來了解一下木星的大氣結構。

在木星的大氣層頂部由氨氣形成，下面則是氫硫化銨雲層——在地球的溫度下會分解但是在木星上卻能保持穩定的化合物。最底層的雲層是水。這三種氣體都呈白色，形成了木星的白色雲層。

木星大氣層 圖源：Google

那麼問題來了，到底是什麼賦予了它們紅色色調？

這一切的起源，正要從木星富含氨氣的雲蓋層和億萬年來強烈的太陽輻射說起。

來自北美亞利桑那大學的Mark Loeffler懷疑正是來自太空的高能輻射分裂了雲層中的分子，這些分子碎片組成了看上去是紅色的複雜混合物。

Loeffler發現，當使用高能質子輻射氫硫化銨時會產生帶顏色的顆粒。當樣品被放置在-113℃（微涼於雲層頂部），這些顆粒呈綠色，而當溫度將至在-223℃（比雲層寒冷）時，則將變為紅色。

他將這些顆粒與來自大紅斑的光譜進行對比時，發現一些可見光的波長和他的低輻射實驗相匹配，而樣品中的綠色，他猜測這可能來自實驗室的硫原子。

然而，這種物質的光譜與木星上其他紅色斑紋的光譜並不匹配。

來自加利福尼亞噴氣推進實驗室的Robert Carlson提出了更具有說服力的方案。他認為氨和烴乙炔是形成這些大紅斑最好的「配方」。去年，他報告稱用紫外線照射這種混合物將產生淡紅色物質，與木星大紅斑的光譜更加匹配。而當它與白色雲層混合時，與木星表面看到的紅色陰影相匹配。

來自威斯康辛大學麥迪遜分校的Larry Sromovsky稱讚Carlson的研究是「與大紅斑光譜完美匹配的視覺財產」，通過調整粒子的大小和濃度，他們的模型也能夠與木星上其他紅色斑紋的光譜相匹配。

當太陽的光線分裂上層大氣中的甲烷分子時，乙炔便會形成，隨後，它們就下沉到氨氣層中，在這裡，太陽的紫外線將觸發更多的化學反應，從而形成淡紅色的化合物。和乙炔相比，呈黃色的硫是木星大氣中更常見的成分。Carlson認為，這些高度集中在某一區域的烴化物，也就讓某些區域顯現出了「大紅斑」的外貌。

到此，問題還沒有結束，大紅斑的紅色如此鮮艷，其顏色遠遠超過了大氣層中乙炔能夠產生的紅色物質的量，「消失的紅色」又從何而來呢？

科學家們猜測可能是淡紅色有機分子「托林」進一步加深了紅色。這種物種在土衛六以及太陽系中其他寒冷的星體上均有發現，然而尚未在除了冥王星以外的行星上被發現。

大紅斑的謎一樣的「配方」使得木星更具神秘氣息，而它背後的深邃的宇宙背景更是蘊藏著無窮無盡的奧秘，這一切都等著我們一點點去探索，去發掘。

木星大紅斑是一個300年的風暴形成的嗎？

{!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_height": 360, "thumb_url": "3dba000814a60fbc8ebe", "vname": "u624bu673aQQu89c6u9891_20171008204727.mp4", "vid": "1805076807804bd8aaff06eddb4326f2", "src_thumb_uri": "3db60012b16b6d2d4acc", "sp": "toutiao", "vposter": "http://p0.pstatp.com/origin/3dba000814a60fbc8ebe", "external_covers": [{"mimetype": "webp", "source": "dynpost", "thumb_height": 360, "thumb_url": "3db7000e784e048bbbfc", "thumb_width": 640}], "thumb_width": 640, "vu": "1805076807804bd8aaff06eddb4326f2", "duration": 111, "neardup_id": 3542805146311859605, "hash_id": 3026134488689905239, "md5": "d6379582c2e1ab1209b0089f4e37c576", "video_size": {"normal": {"h": 360, "subjective_score": 0, "w": 640, "file_size": 3859585}}} --}

因為木星的大氣中含有可以導致大氣變紅的氣體，這些氣體較輕，一遇到大紅斑這樣的風暴，便被牢牢抓住，也就使這個風暴呈現出紅色了。