木星驚現「氨冰泥球」閃電風暴！科學家揭開氣態巨行星大氣層之謎

最新研究證實，太陽系最大行星木星正上演一場令人瞠目結舌的奇異天氣現象——由氨水混合物組成的「冰泥球」如冰雹般從高空風暴中傾瀉而下，並在劇烈閃電的照耀下形成壯觀景象。這項發現徹底顛覆了我們對氣態行星大氣層的認知。

透過首度建構的木星對流層3D模型，加州大學柏克萊分校研究團隊發現，木星多數天氣系統僅存在於雲頂下方10至20公里的淺層區域。然而，深層對流系統卻能突破此界限，將原本混合的氨氣與水分離，並將其拖拽至雲層深處。這種被稱為「冰泥球」的奇特物質，就像地下輸送帶般捕捉並運送化學物質。

想像一下：包裹著冰殼的氨水巨型思樂冰，在木星大氣中如冰雹般墜落，同時被強烈閃電照亮——這正是行星科學家實際觀測到的景象。這種伴隨閃電的冰泥球風暴，很可能也發生在土星、天王星等氣態巨行星上，甚至可能遍及銀河系中的同類行星。

「冰泥球」理論最初於2020年提出，用以解釋NASA朱諾號探測器在木星高層大氣中觀測到的氨氣濃度異常現象。當時博士生克里斯·莫克爾與其指導教授伊姆克·德佩特對此深表懷疑：「這需要極端特定的大氣條件才能成立，簡直難以置信。」經過三年驗證，他們最終在《科學進展》期刊發表了這項突破性發現。

最新3D模型顯示，木星大氣中存在三種關鍵天氣系統：颶風般旋渦、氨氣富集的波浪狀熱點，以及產生冰泥球與閃電的大型風暴。德佩特教授指出：「朱諾號資料顯示，氨氣在深達150公里處普遍耗竭，這遠超我們預期。克里斯的研究正是要解釋這些深層風暴系統的作用機制。」

這項發現對系外行星研究具有重大意義。莫克爾解釋：「我們證明行星高層大氣根本無法代表內部組成。」由於冰泥球風暴會破壞大氣混合狀態，天文學家觀測到的雲頂化學特徵，可能與深層大氣截然不同。這種現象很可能普遍存在於各類氣態行星中。

研究團隊結合哈伯太空望遠鏡的可見光觀測、新墨西哥州超大陣列射電望遠鏡的深層探測，以及朱諾號微波輻射計的資料，成功重建木星大氣三維結構。莫克爾開發的斷層掃描技術顯示，木星天氣活動主要發生在雲頂10公里範圍內，僅有最強烈的風暴能突破水氣凝結層。

這項由NASA太陽系觀測計畫資助的研究，不僅揭開木星大氣奧秘，更為理解系外行星內部結構提供關鍵線索。正如德佩特教授所言：「這套理論完全可以延伸應用至天王星、海王星，乃至所有系外氣態行星。」