《美国国家科学院院刊》最近发表的一项研究研究了木星大气中水的分布，有望帮助科学家更好地理解木星的大气动力学、成分和演化历史。

图：H. Ge

在这项研究中，研究人员使用了一系列计算机模型模拟木星的水循环，特别是在中纬度地区。此前，NASA的朱诺号飞船目前绕木星及其部分卫星运行，观测到可能延伸到木星大气层深处的异常现象。

研究人员利用模型解释这些不规则现象，提出木星高速自转可能导致水通过大气层降落到主云顶下方的层。他们认为，这会导致降水（湿润度）随着深度增加而增加。关于自转，地球自转需要24小时，而木星只需10小时，尽管它的质量大约是地球的318倍。

除了深入了解木星大气层外，这些发现还可能为水如何抵达地球提供见解，因为长期以来人们一直假设木星是太阳系中第一个形成的行星。这是因为木星巨大的引力可能将富含水分的小行星重新定向地球，或者其向内太阳系迁移可能重新分布了形成地球和其他岩石行星的原行星盘。

加州理工学院博士后、该研究的第一作者葛华志博士说：“虽然我们专注于木星，但最终试图建立一个关于水和大气动力学的理论，以广泛应用于其他行星，包括系外行星。”

截至本文撰写时，NASA已确认超过6000颗系外行星，其中约三分之一是如木星这样的气态巨行星。因此，我们太阳系中最大的行星一直以来，也应继续作为研究系外行星及其动态大气的合适类比。虽然木星绕太阳运行约7.78亿公里（4.84亿英里），完成一圈轨道需近12年，但一些已确认的气态巨行星则被观测到绕行距离更近，而完成一圈只需数天，被称为热木星和超热木星。

热木星的一个例子是HD 189733 b，它距离地球约64.5光年，预计绕其恒星运行仅需2.22天。作为背景，水星是太阳系中离太阳最近的行星，完成一圈轨道需要88天。由于轨道极近，HD 189733 b 的大气层非常动态，包括高达每秒2公里（7,200公里/小时/4,474英里）的超音速风速和玻璃雨暴。

尽管有这些发现，但需要注意的是，水蒸气约占木星大气的0.25%，其中氢气（~89%）和氦气（~10%）占主导。但其大气中确实存在微量气体，包括甲烷、氨、氖和氩等。尽管如此，这些发现仍可能为太阳系的形成和进化提供新观点，包括水是如何到达地球的，这正是我们所知生命存在于我们这个小蓝色星球上的原因。

文中核心信息奇奇参考自《美国国家科学院院刊》论文（2025 年），本内容在此相关信息基础上编撰而成，其中配图，未标注出处者，均为自制或公开图库素材。