近日，一项由芝加哥大学与美国喷气推进实验室科学家主导的研究，通过构建更完整的数值模型增进了对木星大气组成的理解。相关论文于1月8日在《行星科学杂志》上发表。

研究人员首次将复杂的化学反应过程与大气流体动力学相结合，创建了新的木星大气模型。利用该模型，团队对木星大气中长期存在争议的氧气含量进行了估算，得出其氧元素丰度约为太阳的1.5倍。这一结果有助于厘清太阳系行星的形成历史。论文第一作者、芝加哥大学博士后研究员杨智铉表示：“这是行星研究领域由来已久的争论。这证明了最新一代的计算模型如何能够改变我们对其他行星的理解。”

木星被浓厚的云层和风暴所覆盖，其大红斑风暴的规模约为地球的两倍。由于大气层过于稠密，以往探测任务难以深入测量其下层物质成分。研究团队整合了来自伽利略号、朱诺号等探测器的观测数据，以及已知的化学知识来构建深层大气模型。杨智铉指出：“化学固然重要，但它并不包括水滴或云的行为。单凭流体动力学又过于简化了化学。因此，将它们结合起来至关重要。”

该模型不仅提供了氧气含量的新估值，还显示木星大气层中物质的垂直混合速度可能比此前认为的慢很多。杨智铉解释说：“我们的模型表明，扩散速度必须比以往的标准假设慢35到40倍。”例如，一个分子穿过大气中的某一层可能需要数周而非数小时。对木星元素丰度的精确认知，有助于推演其形成位置与迁移历史，进而为理解系外行星系统的形成条件提供参考。

出版详情：作者：Jeehyun Yang等人，标题：《耦合一维化学动力学输运和二维流体动力学模型支持木星大气中氧丰度约为太阳丰度的 1–1.5 倍》，发表于：《行星科学杂志》 (2026)。杂志信息： 《行星科学杂志》