作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/3/10 9:43:14
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科学家掀起木星神秘面纱
新发现有助了解气态巨行星起源及系外行星构成

 

图片来源:NASA/JPL/MSSS

本报讯 木星表面的气态面纱长久以来一直阻碍着科学家对这颗巨大行星的深处进行探索。特别是研究人员一直在争论,雕刻木星独特表面的东西风带是否会因为风暴对这颗行星产生更加深远的影响,或者只是表面现象。如今,来自美国宇航局(NASA)“朱诺”号木星探测器的一系列论文,揭示了木星上的风,根扎得很深。

随着“朱诺”号木星探测器传回更多数据,科学家终于有机会对这颗行星开展深入研究。英国《自然》杂志3月8日发表的4篇新报告基于这些数据,详细分析了木星的重力场、大气流动、内部成分和极地气旋,展示了一系列新发现。

“朱诺”号木星探测器于2016年到达这颗气态巨行星,随后它在一个椭圆形的轨道环绕木星运行,每53天环绕一周。而每环绕一周,木星的引力都会反复拖拽着探测器。科学家通过在地球上收集“朱诺”号木星探测器无线电信号的多普勒偏移,揭示了这颗行星的内部情况。

在这些数据中,意大利罗马大学研究人员与同行利用探测器靠近木星时所获取的数据,分析了这颗行星的重力场。这项新研究显示,木星的重力场存在南北不对称性,这对于一个高速旋转的扁圆流体行星来说并不常见。研究人员认为,这是由大气流动所导致。

以色列魏茨曼科学研究所研究人员领衔的团队分析了木星的重力场数据,发现木星的喷流一直延伸至云层以下约3000公里处,多变的大气约占木星总质量的1%。研究人员指出,人们现在能借助“朱诺”号木星探测器收集的数据了解这些喷流延伸的程度有多深,这就像以往只能看到这方面的二维画面,而现在看到的是三维高清画面。

法国蔚蓝海岸大学联盟研究人员领衔的团队也分析了木星重力场的另一些数据,发现木星深处是如何旋转的。研究人员认为,这一发现对科学家研究太阳系乃至其他星系中的天体提供了参考。

意大利国家天体物理研究所研究人员领衔的团队则分析了“朱诺”号木星探测器对木星极地地区可见光和红外光的观测结果。他们发现,在木星北极,8个绕极气旋围绕着1个极地气旋;而在南极,5个绕极气旋围绕着1个极地气旋。但研究人员还不清楚这些气旋的起源以及它们为何能持续存在。

通过与去年“卡西尼”号探测器在撞向土星之前所作的类似观测进行比较,NASA科学家可能很快就会澄清气态巨行星的内部动力学,进而帮助理解它们的起源,以及太阳系以外的宇宙的构成。

“朱诺”号木星探测器是NASA“新疆界计划”实施的第二个探测项目。它由美国洛克希德·马丁公司建造,NASA下属喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。2011年升空的“朱诺”号木星探测器携带了多种科学仪器,用于研究木星的结构、引力和磁场等问题。它在飞行过程中前所未有地接近木星云层,捕获了清晰的木星图像。

木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星。它的质量为太阳的千分之一,是太阳系中其他七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星。木星主要由氢组成,其次为氦,占总质量的25%,占所有太阳系行星的70%岩核则含有其他较重的元素。气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度随深度的变大而不断加大。木星由于自转快速而呈现扁球体。外大气层明确依纬度分为多个带域,各带域相接的边际容易出现乱流和风暴。最显著的例子是大红斑。环绕着行星的是松弱的行星环系统和强大的磁层。木星至少有69个卫星。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-03-10 第2版 国际)
 
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