即便经过几十年的研讨,木星的构成对科学家来说仍然是个谜。作为太阳系里最大的行星,它的大气层也是太阳系中规划最大的,其高度超越5000公里(3000英里),在这里还存在着极点的温度和压力,此外,木星大气层还造就了太阳系中最强壮的极光。
朱诺号木星探测器于2016年7月5日抵达木星,研讨木星极光现象一直是“朱诺”号探测器的首要方针之一,但是,在剖析了探测器仪器搜集到的数据后,约翰霍普金斯大学使用物理实验室(以下取其英文缩写:JHUAPL)的科学家们惊奇地发现,木星强壮的磁暴与地球上的磁暴有着不同的来历。
这项研讨具体论述了这些发现。并以“木星强壮极光中的离散和宽频电子加快”为题宣布在《天然》科学杂志上。由JHUAPL的科学家巴里·莫克领导的研讨小组剖析了朱诺的紫外光谱仪(UVS)和木星高能粒子探测器(JEDI)搜集的数据来研讨木星的极地区域。
朱诺紫外光谱仪上木星的紫外极光图画。图片来自:NASA/SWRI/Randy Gladstone
与地球相同的是,在木星上,极光是激烈辐射、木星磁场一起效果的效果。当带电粒子与磁场线对齐时,它具有加快电子以高能量水平向大气移动的效果。在查看朱诺数据的进程中,JHUAPL团队观察到电子在能量水平高达40万电子伏特的情况下朝向木星大气加快的信号。
这大约是地球上所饱尝的能量水平的10到30倍,在地球上,一般只需要几千伏就可以发生极为激烈的极光。考虑到木星具有太阳系中最强壮的极光,研讨小组在木星大气中看到如此强壮的力气发生了效果并不感到意外。但是,令人惊奇的是,经过进一步剖析,科学家们发现这并不是发生如此强度极光的来历。
该研讨的首要负责人莫克博士也是Auk制作JEDI仪器的课题小组负责人,他在JHUAPL新闻稿中解说道:
“在木星,最亮的那类极光是由某种咱们不太清楚的湍流加快进程引起的。在咱们最新获得的数据中有痕迹标明,跟着极光发生的能量密度越来越强,这样的一个进程变得不稳定,并被一个新的加快进程接收。但咱们必定要继续剖析这些数据才干获得进一步的定论。”
这张图片是用朱诺的紫外光谱仪的数据编译而成的,图片标记了木星极光的途径。图片来自NASA/SWRI/Randy Gladstone
这些发现可能对木星的研讨有重大含义,木星的组成和大气动力学仍然是一个谜。这项研讨也对太阳系外的气态巨行星和行星体系的研讨有必定的含义。近几十年来,对这些体系的研讨提醒了数以百计的气态巨星,它们的体积从小至海王星般到大至木星的许多倍(又叫 “超级喷射器”)。
这些气态巨行星在轨迹上也表现出明显的改变,从十分挨近各自的“太阳”到间隔中心恒星十分悠远(即“热木星”到“冷气态巨行星”)。经过研讨木星将带电粒子加快的才能,天文学家将可以对太空气候、辐射环境以及它们给太空使命带来的危险做出更有依据的估测。这种认知将有助于未来对木星调查的使命,也有助于对深空及星际的探究。
正如莫克所解说的:
“咱们在木星极光区观测到的高能量令人敬畏。这些发生极光的高能粒子是了解木星辐射带故事的一部分,这些辐射带对朱诺和行将研发的前往木星的航天器使命构成了应战。环绕辐射的虚弱效应进行工程设计一直是航天器工程师在地球和太阳系其他地方执行使命的应战。咱们在朱诺数据中了解到的信息,以及从美国宇航局的范艾伦探测器(Van Allen Probe)和正在探究地球磁层的MMS等航天器研讨的效果,将向咱们提醒更多关于太空气候以及在恶劣的太空环境中保护航天器和宇航员的常识。经过比较木星和地球,关于查验咱们对行星物理学作业原理的观点具有特殊的价值。”
在“朱诺”号使命预订完毕(原定2018年2月完毕,后美国宇航局(NASA)同意了答应朱诺号木星探测器将轨迹飞翔使命延伸41个月至2021年7月的方案)之前,探测器很可能会提醒这个星球的组成、重力场、磁场和极磁层等许多信息,它将有助于处理关于行星怎么构成和演化的长时间疑团,也将提醒更多太阳系和太阳系外的前史的隐秘。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. 丸子&马铃薯- JHUAPL, Nature- universetoday
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