去年夏天,朱诺号航天器飞行至距木星约 2600 英里的范围内——这是有史以来人造物体距离太阳系中最大的行星最近的一次。 科学家们仍在分析朱诺号在第一次飞越以及随后的轨道飞行过程中收集的所有重要数据,但第一批结果刚刚公布。 《科学》杂志上的两项新研究和《地球物理研究快报》上的 44 篇论文记录了许多奇怪而惊人的发现。以下是我们迄今为止对木星了解的要点。 它的北极是一片混乱的风暴……朱诺号距离木星北极的距离是历史上任何航天器距离的 10 倍。它第一次近距离飞过木星北极时拍摄的图像显示,这片动荡地区布满了椭圆形的气旋,其宽度可达 870 英里。这比芝加哥和纽约之间的距离还要宽。 ...它与土星的北极非常不同。土星的北极被一个巨大的六边形风暴包围,中心有一个高速旋转的漩涡。木星的北极远没有这么有条理,这表明这两颗气态巨行星的大气层有着根本的不同。 木星可能没有明显的核心。美国宇航局天体物理学家杰克·康纳尼说:“我们过去认为它就像一个由重元素组成的小球,体积小,中心位置非常独特。现在我们认为质量可能分布得更分散。”木星中心的高温和高压可能正在将行星的原始岩石冰核溶解在一层液态金属氢中,并逐渐侵蚀它,直到它与这颗气态巨行星的其余部分不再有明显的区别。 它的大气层像地球一样循环……通过观察木星大气层的热结构,朱诺号发现了氨从深层大气中涌出的迹象,为形成木星赤道周围巨大天气系统的云层提供了养分。这些“惊人而出乎意料”的特征类似于地球的哈德利环流,其中吹向赤道的风上升,产生雷暴,然后流回两极。但木星的环流要大得多,它们不是降下水,而是降下氨晶体,这些晶体很快就会蒸发。 ......但它的极光与我们的不同。朱诺号发现,木星极光中的电子大多向上流动,远离两极,流向太空。如果木星的极光和地球的一样,朱诺号也会看到更多电子向下流动。“我们一直看到电子朝错误的方向流动,”康纳尼说。“这就是这里的主题——我们发现,我们对木星的许多简单解释并不成立。” 它的磁场比我们预期的强两倍……朱诺号发现,近距离观察时,木星的磁场大约比地球强 10 倍。 …而且它的发电机可能正在显现。数百年来,科学家一直想知道行星和恒星是如何产生磁场的。在地球上,我们看不到产生磁场的发电机,因为它深埋在岩石和含铁的地壳中。但对于气态巨行星来说,这不是问题。木星的磁场比预期的要复杂得多,其中嵌入了许多小规模结构。根据康纳尼的说法,这些变化可能意味着朱诺号正在接近发电机,而木星的发电机非常接近表面。通过逐一拼凑来自一个轨道的数据,朱诺号可能提供第一张发电机的清晰地图。 最令人兴奋的是什么?康纳尼认为磁场的发现是迄今为止最令人兴奋的。“经过 500 年的思考,”他说,“我们可能在任务结束时真正看到发电机的样子。”但他承认,作为一名磁场科学家,他有偏见。他说,其他研究团队也同样对自己的发现感到兴奋。“这就像六个盲人告诉你大象是什么样子。这取决于你当时抓住的哪个部分。” 朱诺号还有一两年就要退役了,毫无疑问,它的最大发现还未到来。到它退役时,我们应该对这颗太阳系中的大象有更完整的了解。 |
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