天王蓋地虎？NO！天王星雲蓋的大發現

▲「旅行者2號」探測器於1986年1月24日拍攝的這幅天王星的新月形圖像，揭示了天王星冰冷的藍色大氣層。

據《自然·天文學》4月23日刊發的一篇研究論文稱，英國牛津大學的帕特里克·歐文（Patrick Irwin）及其國際合作者，利用美國夏威夷莫納克亞山上鏡面直徑為8米的雙子座北星望遠鏡（8-meter Gemini North telescope）對來自天王星的紅外光線進行光譜分析後發現，天王星的雲層頂部瀰漫著硫化氫氣體。這一結論讓幾十年來天文學界圍繞天王星雲層構成的謎團及爭論最終塵埃落定。

科學家們利用近紅外積分場光譜儀（NIFS），將天王星大氣中主要可見雲層上方的一個區域反射出的太陽光進行採樣，從而獲得了雙子座北星望遠鏡的觀測數據。美國國家科學基金會的克里斯·戴維斯（Chris Davis）說:「這項研究是對已有設備非常具有創新性的遷移應用，因為NIFS最初的設計是用來研究遙遠星系中心巨大黑洞周圍的爆炸環境的，而借用NIFS來解決我們太陽系中（關於天王星）長期存在的謎團，正是其用途的有力延伸。」

據檢測，天王星雲蓋中的硫化氫含量很高，由此可推斷海王星也是類似情況，而這一現象與木星和土星之類的氣態巨行星形成了強烈的對比，它們的雲層之上沒有硫化氫的跡象，而觀察到的是氨——木星和土星上的大部分雲層都是由氨冰組成的。這些大氣成分的差異從側面揭示了有關行星形成及其歷史所留下的印跡。

「在我們的太陽系形成過程中，氮和硫之間的平衡是由行星形成的溫度和位置所決定的（而這些因素也決定了這些行星上氨和硫化氫的存在形態）。」研究小組成員之一英國萊斯特大學的弗萊徹（Leigh Fletcher）說。

關於天王星早期形成的另一個要點是，有很強的證據表明，我們太陽系的巨行星很可能是從最初形成的位置遷移到太陽系中現在的位置的。因此，對於了解天王星的誕生地和進化過程以及細化行星遷移模型來說，確認天王星雲層成分的信息是非常寶貴的。根據弗萊徹的說法，當雲蓋通過冷卻凝結形成時，它會將形成雲的氣體封鎖在一個深層的內部儲層中，隱藏在我們通常用望遠鏡無法看到的範圍之外。

這些新的發現表明，雖然天王星的大氣層可能不適於人類生存，但那個遙遠的世界是探索太陽系早期歷史的沃土，也許還能幫助我們了解太陽系外圍繞其它恆星繞行的大型冰凍行星的物理條件。

本文由科界平台原創，原標題《天王星雲蓋發現硫化氫，或幫助解密太陽系形成史》，轉載請註明來源「科技工作者之家」科界APP。

編譯：Jonathan

責編：宮奧博

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