天体物理学 > 地球与行星天体物理学
[提交于 2024年2月13日
]
标题: 类木行星科学与天王星的大气氙云
标题: Noble Gas Planetology and the Xenon Clouds of Uranus
摘要: 稀有气体提供了可被未来天王星大气探测器使用的宇宙起源示踪剂。 相对于氢气(H$_2$)和氦气,氩气和氪气预计会在天王星上与之充分混合,尽管在冬季极地可能会发生凝结现象。 氩气与氢气(Ar/H$_2$)以及氩气与氪气(Ar/Kr)的比例可以揭示天王星所吸收的物质是否类似于木星大气层吸收的极端寒冷物质,或者它们是否更温暖,类似于彗星67P/楚留莫夫-格拉希门克,或者天王星两者都不是。 在天王星上层对流层,氙气会以冰的形式凝结,可能是在甲烷冰上。 凝结可能会使氙气与氢气(Xe/H$_2$)的比例解释变得复杂,但它也为收集浓缩的氙气样本提供了机会,这些样本可用于测量同位素。 太阳系中的氙气追踪到了三个不同的核合成氙气储库,一个在太阳和球粒陨石中明显可见,另一个存在于难熔的前太阳颗粒中,第三个则在彗星67P/楚留莫夫-格拉希门克和地球大气中显现。 第一和第三储库似乎是从不同气体云中捕获的。 这两种气体似乎没有很好地混合;此外,67P/楚留莫夫-格拉希门克中高$^{129}$Xe/$^{132}$Xe 比率表明,气体是在 15.7 百万年半衰期的$^{129}$I 初始核合成成分衰变之前被捕获的。 如果在天王星中观察到氙气的同位素特性,这将有助于我们理解行星起源。 氪气的同位素异常更为微妙,可能难以测量。 有一点可能性是,氖气和氦气的分馏可以用来约束天王星是如何获得其星云包层的。
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