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木星有核心吗?“朱诺号”木星探测器:太阳系内的最大行星
2022-04-27 14:17:59 来源:sillybird 编辑:bj06

石和金属,外部有丰富的气体和水。之所以这样,是因为离太阳温度更高,离太阳越远,温度越低。

但是地球似乎打破了这种模式,我们星球上的水比理论预测的要多得多。地球形成于太阳系内部,因为它非常接太阳,所以它应该非常干燥。

我们的星球离太阳只有一亿五千万公里,这使我们处于科学家所说的雪线之内。在这条线内,太阳有足够的能量在行星形成过程中蒸发水分。

在雪线内,温度很高,附有大量来自太阳的能量,这些气体和富含冰的物质就不可能存在,它们都被太阳的热量蒸发掉。

我们的水世界应该是太空中的一块干燥的岩石,所以地球非常非常早的时候,水并不会在地球上。那么后来地球上的水是怎么来的呢?木星可以解开这个谜团。

通过“朱诺号”对木星的研究,科学家们追溯了这颗巨大行星的历史。

我们现在已经知道行星在形成的过程中会接太阳移动,也会远离太阳移动。那么我们如何知道木星是在哪里形成的呢?

关键是有多少水锁在木星内部。如果我们能了解木星是如何与水建立联系的我们就能了解水是如何在整个太阳系中分布的,包括在地球上。

如果“朱诺号”能够测量木星的含水量它将解开一个长达20年的谜团。

1995年12月,NASA的伽利略号探测器向木星大气层进行致命的俯冲。当它这样做的时候,它就能够测量它周围的大气并探测是否有水,但事实是——它没有探测到任何水。

木星的大气层看起来怎么会非常干燥呢?如果伽利略探测器的结果是正确的,那么46亿年前木星形成于离太阳更的地方。不死心的科学家们这次派遣“朱诺号”去征求第二次意见。

“朱诺号”是一架轨道飞行器,它装载了各种仪器和探测器来观测木星。这次“朱诺号”不需要冒着生命危险去寻找水源了。

探测器通过木星厚厚的云层,使用微波辐射计从安全距离探测水。利用这些微波“朱诺号”绘制了一幅木星水的全球地图。

“朱诺号”发现木星上有大量的水。至于那个可怜的“伽利略号”,它只是碰巧撞上了一个干燥的地方。事实上,如果它进入几乎任何其他地方,它都能看到大量的水。

现在看来,木星并不是在现在的位置形成的。最主要的理论是木星形成于雪线之外,在干燥的内太阳系和潮湿的外太阳系之间的边界。

但我们发现木星离太阳的距离是原来雪线所在位置的两倍。所以这告诉了我们一些有趣的事情:木星可能偏离了原来的位置。

木星刚形成的时候,周围充满了各种气体和各种物质。这些物质减慢了木星公转的速度,由于太阳的引力作用,于是木星开始螺旋向太阳系内移动。

随着木星向内的移动,由于木星是最大的行星,它是“老大”,所有的东西都为它而动。这就给内太阳系的行星和星子带了混乱。它还“抢”了本该属于火星的“食物”。

眼看木星将进一步往太阳系内部移动,火星、地球及金星都将岌岌可危。如果木星在太阳系内部停留的时间再长一些,它将几乎会清除掉太阳系内部所有岩态行星,而我们也就不会在这里了。

转机出现了,土星形成了。土星是太阳系中仅次于木星的行星,由于其巨大的引力,把木星拉了回去。

“恶霸”终于离开太阳系内部了。但随着木星向太阳系外推进,这个“恶霸”为了“泄愤”竟然将富含冰的小行星和彗星抛向太阳和地球。

没想到的是,这最终为地球带来了很多海洋。

“朱诺号”帮助我们回答了为什么我们的地球虽然离太阳这么,但仍然适合居住。

因此,让“朱诺号”远道而来进行距离观测木星是值得的。

【木星上的大红斑】

没有什么比木星的大红斑更具有标志了。地球上的人几乎都知道木星有个大红斑。在我们整个太阳系中,木星的大红斑是独一无二的。

然而“朱诺号”对这个大红斑进行深入探测后,揭示了这个有300年历史的气旋可能很快就会消失。

当“朱诺号”在大红斑上翱翔时,它看到的是一场直径超过一万六千公里的风暴。

这是最极端的风暴,风以每小时640公里的速度持续吹着。在地球上,最强大的5级飓风几乎可以造成完全的破坏。但它们的威力还不到木星风暴的一半。这个大红斑是你所能想象到的最强大飓风。

“朱诺号”的微波辐射计使科学家们第一次能够透视木星的云层。“朱诺号”上的仪器可以观察到风暴中心根源有多深。它观察到星球表面以下的温度变化,这些变化遵循风暴的标志形状,在木星大气层深处追踪大红斑的根源。

科学家们发现大红班深入大气层约320公里,这是地球上绝无仅有的。我们星球上最大的气旋可以达到16公里的高度,但是木星的大红斑是它的20倍。

木星巨大的,动荡的大气层承载着人类所见过的最深的风暴。“朱诺号”的发现让科学家们觉得这个大红斑有可能解释木星的另一个神秘之处,即木星温暖的大气层。

木星在太阳系外部,一切都很冷,当离得那么远的时候,太阳会很暗。木星离太阳的距离是我们地球的五倍。所以它从太阳获得的能量只有我们的4%。

但是木星的大气层中有某种东西在加热。它的某些部分的温度比我们用太阳光所能解释的温度要高很多倍。

问题是,这些能量从何而来?

当“朱诺号”再次对准了这个大红斑,科学家们发现这个大红斑的飓风是由木星核心深处的热量驱动的。木星核心的运动非常剧烈和混乱。

和地球上的风暴一样,木星的风暴也会产生雷暴。轰隆的雷声发出的声波穿过暴风雨。

声波是一种压力波,是空气分子或水分子被压缩的压缩波。它们被挤在了一起。当你把某物挤在一起时,它们会靠得更,就会变得非常热。

这些声波在风暴的上方800公里处爆炸,将声波能量转化为了热量。这些声波碰撞在一起产生了巨大的能量,并加热了周围的气体。几百年来,木星的大红斑一直在帮助木星加热大气层。

木星的红斑太大了,比地球还要大得多。它看起来非常稳定,似乎一直在那里,永远都会在那里。

但科学家们发现了变化。

当美国国家航空航天局的旅行者号太空探测器在1979年造访木星时,它观测到是一场两倍于地球直径的风暴。

然而2017年,“朱诺号”的图像显示,这个大红斑的宽度减少了三分之一,但这还不是全部,尽管风暴在减弱,但它实际上在长高。

大红斑正被拉长并被迫进入木星的高层大气。大红斑中的风暴有点像陶工旋盘上的粘土。当你把双手靠陶土时,你的手越,陶土就越高。

同样,对于风暴来说,当底部变得越小它就向高层大气升高,并升得越来越高。

地球上的风暴也有同样的作用,当风暴这样做时,风切变实际上会把风暴的顶部扯下来,把它拉扯开。

所以在未来几年中,科学家们将密切关注它的去向,看看木星上是否也会发生这种情况。木星高空的风,是否会将这个标志的风暴撕成碎片。

也许只是时间问题,太阳系中最著名的风暴可能很快就会消失。

【木星的北极】

大红斑是木星上正在发生的一场风暴,但不是唯一的一场风暴。

在“朱诺号”之前,科学家们看到的木星非常有限,从来没有飞越过两极。

因为这在木星上是很难做到的。过去没有一个探测器成功过。而“朱诺号”是目前为止唯一成功飞越了木星两极的探测器,首次揭示木星神秘的极地。

当科学家们第一次观测到木星的北极时,它看起来一点也不像我们认识的木星。

“朱诺号”的相机显示出一片奇怪的蓝色区域,这让科学家们困惑不已。然而在蓝色云层中发现的东西,更为奇怪。

巨大的中央气旋以每小时320公里的速度围绕着每一个极点旋转。这些气旋被北部的八个风暴漩涡和南部的五个风暴漩涡包围。

这些奇怪的气旋,巨大的漩涡围绕木星两极旋转的气体漩涡,它们显然正在形成图案。

北极中心气旋就在极点,直径4000公里宽,几乎和美国大陆一样大。那里发生了什么?这和我们在地球上看到的完全不同。

在地球上,我们的天气是由来自太阳的热量驱动的,太阳的热量撞击在地球的赤道上并流过地球的表面。强大的气旋在热带水域上空形成并环绕地球移动。但极地地区从太阳获得的能量较少,所以气旋无法在两极形成。

如果在赤道,天气会更暖和,暴风雨也更猛烈。如果你在两极,那里太阳比较难看到,这种活动就会消失。

但是木星上的天气,完全不同。科学家们在木星的两极看到闪电和对流雷暴,但在赤道上看不到。

这与我们在地球上看到的情况有点相反。

问题是,是什么驱动了木星的风暴?

木星离太阳的距离是地球的五倍,只能接收到太阳能量的一小部分。与地球不同,木星的两极区域,似乎是活动发生的地方,某种东西在驱动这颗行星的怪异天气。

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