由 VLA 在 3–37 GHz 频段测绘图推导的木星氨分布

我们在 2013 年 12 月至 2014 年 12 月期间，利用升级后的卡尔·G·央斯基甚大阵列（VLA）对木星在其完整自转（10 小时）过程中进行了四次观测。de Pater 等人（2016）给出了 4–17 GHz 的初步结果；本文给出 3 至 37 GHz 频率间的完整数据集。主要发现如下：（i）位于北纬 8.5–11$^\circ$、靠近北赤道带（NEB）与赤道区（EZ）界面的射电热带在所有频率（3–37 GHz）上均显著。其位置与 NEB 的南纬区域（7–17$^{\circ}$ N）重合。（ii）经度平滑地图在所有频率上、纬度 $\lesssim |20^\circ|$ 处均揭示出带与区。最低亮温出现在 EZ 中靠近北纬 4$^\circ$ 处，而 NEB 在北纬 11$^\circ$ 附近具有最高亮温。NEB 的明亮部分随频率降低（即随深入大气）在纬度范围上增大（向北方扩展）。在经度分辨地图中，若干带（尤其南半球）沿纬线不连续，而是断裂为小段，仿佛由 underlying 波动所致。（iii）在每个纬度上对经度平滑谱进行了模型拟合。这些拟合显示深层（$P>8-10$ bar）大气中高 NH$_3$ 丰度（体积混合比 $\sim 4 \times 10^{-4}$），在较高高度因云形成（如区中）或动力过程与云凝结合（带中）而降低。在 NEB 中，氨气丰度为 $1.75 \times 10^{-4}$，至少 depleted 至 20 bar 层级。（iv）利用整个 VLA 数据集，我们确认该行星在大气上层（$P<$2–3 bar，即云形成的高度）极为动态。[删节]