研究揭示:業餘天文學家如何觀測木星天氣

木星引人注目的外表源自其狂風暴雨般的大氣層。旋轉的雲層環繞着這顆氣態巨行星,其分佈反映了該行星的天氣情況。科學家們藉助諸如智利的甚大望遠鏡(其在 20 世紀 90 年代的建造花費超過 3.3 億歐元,摺合 3.66 億美元)之類的專業天文臺,以及諸如朱諾軌道飛行器(一項 11.3 億美元任務的一部分)之類的航天器來研究木星的氣象,但他們缺少一些持續監測的能力。業餘天文學家通過監測可見的雲和風向,填補了這其中的一部分空白。

如今,在一篇發表於《地球與空間科學》的論文中,希爾及其同事指出,利用相對廉價的設備就能觀測到木星天氣的化學示蹤劑,這或許能讓業餘天文學家爲該行星狀況的科學知識貢獻更多。

地球的雲以水爲基礎,而木星的最上層雲層則不同,其被認爲主要由氨冰組成;大氣中氨的含量能夠指示該行星的天氣狀況。氨在 647 納米的波長處吸收紅光。甲烷的丰度是固定的,這一點科學家們都很清楚,它在 619 納米的波長處吸收橙光。

使用一臺市場上有售、價格約爲 4000 美元的望遠鏡,研究人員拍攝了木星的照片,並尋找在 647 納米相對於 619 納米吸收有所增加的斑點,這表明在那些位置氨的含量增多了。然後,他們就能利用這些吸收率的比值以及已知的、恆定不變的甲烷含量來計算氨的含量。

這項研究展示了氨的分佈情況在從數週到數年的時間尺度上的變化情況,但科學家們需要更多的數據來理解這些變化意味着什麼。作者們表示,他們希望業餘天文學家能夠使用這種方法來幫助收集和分享更多的數據,並且這種勞動力的增多能夠實現對木星天氣每週甚至每天的監測。