木星大气新发现:约占木星总质量1%

文章作者:bianji3 | 2018-03-20
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      木星大气层是太阳系内最大的行星大气层 ,主要由和太阳的比例大致相同的氢分子和氦构成,其他的化学成分,包括甲烷、氨、硫化氢和水只有很少的数量。水被认为存在于大气层的深处,所以被观测到的数值偏低。氧、氮、硫和惰性气体的丰度大约是太阳的三倍。

      参考了地球大气层的结构,随着高度的增加,木星的大气层被分为四个层次:对流层、平流层、增温层和散逸层。不同于地球的大气层,木星欠缺中气层。木星没有固体的表面,大气最底层的对流层,平稳的转换进入行星的流体内部。这是温度和压力在氢和氦的临界点之上造成的结果,意味着气体和液体的相位之间没有明确的界限存在。

  英国《自然》杂志近日同时发表了4篇行星科学论文,详细介绍了关于木星特性的新发现,包括其重力场、大气流动、内部成分和极地气旋,这是美国国家航空航天局(NASA)“朱诺”号木星探测器的最新关键成果。

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  虽然人们对木星表面(具有明显的黑暗“带”和明亮“区”)进行了大量研究,但是对其内部深层仍然所知不多。2016年,“朱诺”号正式“拜谒”木星,是人类首次有机会以极近距离观察这颗行星之王。

    此次,意大利罗马大学研究团队利用“朱诺”号的多普勒跟踪测量数据深入研究木星重力场。此前已知,木星两极重力场不一样,而一个高速旋转的扁圆(两极较扁)流体行星表现出这种南北不对称性出人意料,团队认为这是由大气流动和内部风流导致的。

  另外两项研究评估了木星风流的深度。以色列魏茨曼科学研究学院团队分析了木星的“奇阶”重力场系数,表明木星的喷流一直延伸至云层以下3000公里处,并报告称,木星汹涌澎湃的大气约占木星总质量的1%。

  法国研究团队则分析了木星“偶阶”重力场系数,发现在云层以下3000公里以上处,木星的深层内部由氢和氦混合组成,它们像固体一样旋转。

  在第4篇论文中,意大利国家天文物理研究所科学家报告了“朱诺”号对木星极地地区进行的全面的可见光和红外观测结果。他们发现,已知木星两极存在的气旋会产生持久的多边形形态。在木星北极,8个极区气旋围绕1个极点气旋,而在南极,5个极区气旋围绕1个极点气旋。但是,这些气旋的起源以及它们为何可以持续存在而没有合并,却仍不为人知。

  科学家总结表示,如果土星和木星的内部动力学可以在物理学上达成协调一致,那么对人类进一步理解气体巨行星的内部动力学有着决定性帮助。

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