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朱诺号重磅发现!木星大气水含量高达0.25%,是太阳的3倍!

www.qinwo8.com2020-03-06

美国宇航局的“朱诺”任务首次提供了木星大气含水量的科学结果。它的发现发表在杂志《自然天文学》上。朱诺的研究结果估计,在木星的赤道,水分含量约占木星大气中分子的0.25%,这几乎是太阳的三倍。这也是自1995年美国宇航局伽利略计划提出木星与太阳相比可能非常干燥以来的第一次(这种比较不是基于液态水,而是基于太阳中存在的氧和氢):

Juno是关于气态巨行星木星丰富的水的第一个发现。几十年来,准确估计木星大气中的水总量一直是行星科学家们的愿望清单上的一个问题:这个气态巨行星的数量代表了太阳系形成之谜中一个关键的缺失部分。木星可能是第一颗形成的行星。它包含了大部分没有融入太阳的气体和尘埃。其形成的主要理论取决于行星吸收的水量。

水的丰富也对气态巨行星木星的气象学和内部结构有重要影响。尽管航海家号和其他航天器已经探测到木星上的闪电,这种现象通常是由水分推动的,表明有水存在,但对木星大气层深处水量的准确估计仍然难以实现。1995年12月,在伽利略在木星下降期间停止发射前57分钟,它发射了一个向下的分光计来测量气态巨行星大气层中的水量。

的深度约为75英里(120公里),大气压力约为每平方英寸320磅(22巴)。研究这些数据的科学家发现,水的量比预期的少十倍,这让他们感到沮丧。更令人惊讶的是,伽利略探测器测得的水量在测量的最深处似乎仍在增加,远远低于理论上认为大气应该完全混合的地方。在混合良好的大气中,整个区域的含水量是恒定的,更有可能代表木星的全球平均值。

换句话说,它更有可能代表全世界的水。当与地面望远镜同时获得的红外图像相结合时,结果表明探测器可能只是运气不佳,在木星上采集了一个异常干燥和温暖的天气点。圣安东尼奥西南研究所朱诺首席研究员斯科特博尔顿说:“正当我们认为我们已经把事情弄清楚的时候,木星提醒我们还有很多要学。

Juno惊奇地发现,即使在云顶下,大气也不能很好地混合。这是一个我们仍在努力解决的谜。没人会想到水会在整个地球上如此多变。“朱诺”是2011年发射的旋转太阳能航天器。根据伽利略的经验,该任务寻求获得大行星大面积的水丰度读数。朱诺的微波辐射计(MWR)是一种新的深空行星探测仪器,它使用六个天线同时测量多个深度的大气温度。

微波辐射计利用水吸收特定波长的微波辐射,这与微波炉快速加热食物的技术相同。测量的温度被用来限制深层大气中水和氨的含量,因为两种分子都吸收微波辐射。“朱诺”号科学小组利用朱诺号前八次科学飞越木星期间收集的数据得出了这些发现,最初集中在赤道地区,那里的大气似乎比其他地区混合得更好,甚至在深度上也是如此。

在朱诺的轨道上,辐射计能够比伽利略探测器更深地收集木星的大气数据。深度达到93英里(150公里),压力达到每平方英寸480磅(33巴)。加州大学柏克莱分校的朱诺科学家李成说:我们发现木星赤道处的水比伽利略探测器测得的要大。因为木星的赤道区域非常独特,有必要将这些结果与其他区域的水量进行比较。

朱诺53天的轨道像预期的那样慢慢向北移动,每次飞越都会使木星的北半球更加清晰。科学小组渴望知道大气含水量如何随纬度和地区而变化,以及富含气旋的极地能告诉科学家关于这个气体巨人的全球水资源丰富度的信息。

朱诺对木星的第24次科学飞越发生在2020年2月17日,下一次科学飞越发生在2020年4月10日。每一次科学飞跃都是一个发现的事件。当你飞跃木星时,总会发现一些新的东西。与此同时,朱诺给了我们一个重要的教训:我们需要与一个星球进行密切的私人接触,以检验科学研究理论。

博科公园|研究/发件人:美国航天局/JPL喷气推进实验室

参考期刊《自然天文学》

DOI : 10.1038/S-020-1009-3

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