朱诺有了重大发现!木星的大气含水量高达0.25%,是太阳的三倍!

朱诺有了重大发现!木星的大气含水量高达0.25%,是太阳的三倍!
美国宇航局的“朱诺”号任务首次提供了木星大气含水量的科学结果。其研究结果发表在《自然天文学》杂志上。朱诺的研究结果估计,在木星的赤道,水含量约占木星大气分子的0.25%,几乎是太阳的三倍。
这也是因为美国宇航局伽利略计划在1995年提出木星与太阳相比可能非常干燥(不是基于液态水,而是基于太阳中的氧和氢):
朱诺是第一个发现气态巨行星木星丰富的水的人。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希望解决的问题:这个气态巨行星中的数字代表着我们太阳系形成之谜中缺失的关键部分。木星可能是第一颗形成的行星,它包含了大部分没有并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和内部结构有重要影响。
尽管航海家号和其他飞船在木星上探测到的闪电(一种通常由湿气引发的现象)暗示着水的存在,但对木星深层大气中水量的准确估计仍然难以捉摸。1995年12月,在伽利略号探测器在木星下降57分钟期间停止发射之前,它发射了一个分光计来测量这个气体巨人大气中的水量,深度约为75英里(120公里),大气压力达到每平方英寸约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的量在最深的测量点似乎仍在增加,远远低于理论表明大气应该完全混合的地方。在混合良好的大气中,整个区域的水含量是恒定的,这更可能代表木星的全球平均水平;换句话说,它更有可能代表全球水资源。当结合地面望远镜获得的红外图像时,结果显示探测器可能只是不幸运地在木星上一个异常干燥和温暖的天气点取样。圣安东尼奥西南研究所朱诺首席研究员斯科特·博尔顿说:
就在我们认为我们已经把事情弄清楚的时候,木星提醒我们,我们还有很多要学。朱诺惊讶地发现,即使在云顶下,大气也不是很好地混合。这是一个我们仍在努力解开的谜。没有人能猜到水在整个地球上是如此多变。朱诺号是一艘旋转的太阳能飞船,于2011年发射了l 空号。根据伽利略的经验,该任务试图获得这颗大行星上大面积区域的水含量读数。朱诺微波辐射计(mwr)是一种新型的深空空行星探测仪器,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是一样的。测量的温度被用来限制深层大气中水和氨的含量,因为这两种分子都吸收微波辐射。“朱诺”科学小组利用“朱诺”号在前八次科学飞越木星期间收集的数据得出这些发现,这些发现最初集中在赤道地区,因为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。在朱诺轨道上,辐射计可以从比伽利略探测器更深的地方收集木星的大气数据。
在93英里(150公里)深处,那里的压力大约是每平方英寸480磅(33巴)。加州大学柏克莱分校的朱诺科学家李成说:“我们发现木星赤道上的水比伽利略探测器测量的要大。”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天的轨道如预期的那样缓慢向北移动,每次飞越都会使木星的北半球更加清晰。
该科学小组渴望知道大气中的水含量是如何随纬度和地区而变化的,以及富含气旋的极地能告诉科学家们什么关于这个气体巨人的全球水资源丰富度的信息。朱诺第24次科学飞越木星发生在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保持密切的私人联系,以检验科学研究理论。
博科公园|研究/出发地:美国宇航局/jpl喷气推进实验室
自然天文学参考杂志
doi:10.1038/s 14550-020-1009-3
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文章来源:www.atolchina.com