木星的野性外观,科学家迫切解开这一谜团

木星的野性外观,科学家迫切解开这一谜团

这颗行星的神秘之处令人费解,就像它的外表令人着迷一样。几乎任何一个人看到的气体巨行星的图像都能让你停下脚步,敬畏地盯着不断变化的色彩和漩涡带,然后纳闷“这是怎么回事?”你不是唯一有这种感觉的人。科学家们了解的越多,他们可能会感觉到更多超出他们深度的东西。大部分来自NASA的朱诺(Juno)探测器的数据,于2016年7月抵达木星,并将继续围绕木星运行直到2022年。“朱诺号”的首席调查员斯科特·波顿(Scott Bolton)说,“我们正在进行第一次真正的近距离观察木星,我们发现我们的很多想法都是不正确的,也许是幼稚的。”我们确实知道木星有一个巨大的,不均匀的磁场,一项新的研究表明,它位于行星的特殊云层下方。

木星不像地球

木星是一个气体巨行星,而不是像我们所居住的行星那样是坚固的岩石。它主要是氢和氦,再加上铵。

如果你从云层顶部向内移动,你最终会到达氢气被压缩成液体的深度。根据NASA太空中心的说法,这是由于6.5亿磅的压力把氢分子聚集在一起形成的。与其把木星想象成像地球一样的固体,不如想象一个沸腾的、超热的、43000°F(24000°C)的液体被巨大的物体以同样巨大的引力场拉成一个球形。也许在它的中心有一个坚固的内核,但还不清楚是否存在。

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我们所看到的壮观的湍流是木星喷流的产物,即绕行星旋转的风。他们到达木星约1800英里的高度,然后停止。为什么会发生这种情况?这是纳维德·康斯坦丁努和杰弗里·帕克想要解开的谜团之一。

壮观的,令人费解的画面。与此同时,我们看到的许多木星图像提出了其他问题。

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大红斑

木星臭名昭著的“大红斑”似乎是一个巨大的、运行时间很长的风暴,漫无目的的横扫整个星球。我们已经观测它至少150年了,早在1660年人类就已经观测到了。它的宽度是地球的两倍,风速约为每小时400英里。这就是我们唯一确定的。

木星令人震惊的极地区

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木星南极

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北极气旋的红外图像

令人哭笑不得的细节

“朱诺号”在环绕木星53天的椭圆轨道上运行时,发回的许多图像都具有令人难以置信的视觉细节,揭示了我们从未见过的东西。

例如,这个区域在旧图片上以纯白漩涡的形式出现。但“朱诺号”揭示了它真正的复杂性。

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白点细节

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木星北半球的神奇图像

磁力主宰一切

“朱诺号”任务给出的见解之一是木星有着惊人的强磁场,而且它的形状也很不规则。“朱诺”任务磁场方面的负责人杰克·康纳尼(JackConnerney)认为,“我们已经看到磁场看起来很粗糙:有些地方更强,另一些地方更弱。这种不均匀的分布表明,磁场可能是由靠近表面的动力作用产生的,在金属氢层之上。我们执行的每一次飞越都使我们更接近于确定木星动力的位置和工作方式。”

康斯坦丁努和帕克对数学模型的研究揭示出,一定量的强大压力会导致氢和氦分子中的电子断裂。一旦被释放出来,它们就会形成磁场和电场。不过,最关键的观测结果是,在木星上,所需的压力发生在1800英里的行星云层的外表面向下。这正是行星喷射流停止的深度。巧合?因此,科学家们得出的结论是,木星的急流与其不均匀的团块状磁场之间的碰撞,解释了我们所看到的奇异的停止-开始-旋转视觉模式的原因。这种相互作用的确切机制需要进一步研究才能完全理解,但这似乎是回答我们太阳系中最引人注目的谜团之一的一个有希望的开端。


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