作者:叶孤城 来源:腾讯科技 发布时间:2011-8-11 14:06:13
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科学家在地球模拟木星大气层 欲揭其神秘面纱

使用业余望远镜便能观测到木星的云层带和大红斑,但是木星大气层的构成元素却很难探测到。

在美国亚特兰大市中心的一个屋顶上,一支科学家小组正在模拟构造木星大气层。这将帮助科学家更好地理解木星这颗太阳系内最大行星的起源之谜和构成元素。
 
据美国太空网站报道,在美国亚特兰大市中心的一个屋顶上,一支科学家小组正在模拟构造木星大气层。他们的研究结果将帮助天文学家理解美国宇航局“朱诺”航天器2016年返回地球的木星观测数据。
 
使用业余望远镜便能观测到木星的云层带和大红斑,但是木星大气层的构成元素却很难探测到。8月5日,朱诺航天器成功发射升空,踏上5年木星勘测征途。该航天器通过多个科学仪器进行观测,有望帮助科学家更好地理解木星这颗太阳系内最大行星的起源之谜和构成元素。
 
模拟木星大气层
 
作为太阳系内最大的行星,木星很可能是首颗环绕太阳的气体灰尘行星,关于它过去历史的重要信息将是揭晓包括地球在内其它系内行星早期历史和结构形成的关键线索。
 
但是木星却紧紧保守着大气层的秘密,木星辐射带阻挡了提供低大气层详细状况的低频射电波,此次朱诺航天器将绕道避开辐射带克服观测上的障碍。当朱诺航天器抵达木星,它的微波探测仪(MWR)将深度研究行星大气层,其6个波段微波将穿透木星大气层(5000公里以上的厚度)。这将使航天器探测返回关于不同高度大气层的详细信息。但是没有对比参照,即使朱诺航天器勘测到大气层的信息,也无法进行破译解释。
 
目前,科学家对木星大气层进行了模拟,模拟实验主要使用的是一个加压炉,炉内气体处于特定的温度和压力下,科学家能够测量朱诺航天器预计记录木星的不同状况信息。美国乔治亚理工学院的保罗·斯特费斯(Paul Steffes)说:“在这个模拟器中,我们可以混合不同‘处方’成份来模拟木星大气层。”
 
斯特费斯和同事模拟了5000多种不同气体,通过改变温度和压力使其更接近于木星大气层中可能发现的气体。每一种潜在信息将备案记录下来,当朱诺航天器开始传送木星大气云层的详细资料时,科学家将把模拟状况信息与航天器观测数据进行匹配,从而鉴别木星不同区域的大气组成成份。这项模拟实验已帮助科学家鉴别出其它行星的大气层。
 
斯特费斯说:“我们的研究结果已用于解释卡西尼探测器对土星的射电观测信息,甚至包括更早期航天器仪器的观测数据,比如:对天王星和海王星进行观测的‘旅行者号’星际探测器。”
 
穿透木星大气层迷雾揭晓秘密
 
科学家希望透过木星大气层迷雾揭晓一些至关重要的问题,例如:木星大气层中存在多少水蒸气。这将帮助科学家进一步理解多少水资源存在于富含氢的太阳系中。
 
关于木星是否存在水是一个具有争议性的问题,此前有关科学报道称木星存在水资源的消息具有不一致性。当苏梅克·列维彗星碰撞在木星表面,溅出氧分子暗示着大气层中富含水分,但之后的勘测数据却否认了这项发现。
 
斯特费斯说:“1995年,伽利略探测器在木星发现一些水资源,但是所在位置却位于非常干旱的区域,且并不代表整个行星都分布水资源。”此后天文学家便致力于探测木星大气中含有多少水蒸汽,但迄今为止天文学家们一无所获。
 
当朱诺航天器进入木星轨道将完全改变,通过使用模拟器建立的参考数据,朱诺航天器的微波探测仪不仅能发现水,还能确立水资源所在的具体海拔位置。斯特费斯说:“该航天器的微波探测仪将呈现整个星球水资源的详细情况,它将掌握木星形成的关键性信息。”
 
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