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太阳系巨人 关于木星的有趣事实

浩瀚宇宙2022-05-14 07:43:49

木星是太阳系中的巨人,但它的轴倾角很小,仅为3.13度(地球的轴倾角为23.5度),这意味着木星的四季并不分明。


发现木星的第一人目前尚不明确。木星是亮度仅次于太阳、月亮和金星的第四亮的天体。根据1974年5月发表在伦敦皇家学会《哲学学报》的一篇文章,对木星的观测可追溯到大约2700年前巴比伦的天空观测者。1610年伽利略-伽利莱发现了环绕木星的四颗较大的卫星。目前人类已知的木星卫星达67个。


木星是太阳系的最大行星,它的质量极大,它产生的太空引力影响到了太阳系中其它行星和其它天体的轨道。由于它的引力不断吸引来自太阳系外的彗星和其它天体,因此被称为太阳系中的吸尘器。1994年,天文学家首次目睹太阳系天体之间的碰撞:来自苏梅克-列维9号彗星的20多块碎片撞击到木星表面。


为了了解木星,人类发射了8架探测器,但在朱诺号之前只有伽利略号进入了木星轨道。伽利略号在1995年12月7日抵达木星,它携带的辅助探测器在抵达木星前6个月向木星大气层坠落,在持续58分钟的数据发送后,辅助探测器最终被高压和高温摧毁。2003年在向地球发送木星及其卫星的丰富图像和数据后,伽利略号最终也执行了自杀性任务——撞向木星在大气压力中粉身碎骨,为的是避免污染木卫二。土卫二上存在一片地下海洋,研究者认为那里可能存在微生物。


木星最突出的特征是大致位于南纬23°的“大红斑”风暴气旋,人类最早在17世纪通过望远镜就能观察到“大红斑”。 1979年,NASA的旅行者号探测器在接近木星时拍摄了“大红斑”的首批特写图。


木星的磁场朝向太阳延伸了超过644万公里的距离,几乎快抵达土星的轨道,是太阳系中仅次于日球层的最大结构。木星磁气圈强度几乎比地球强2万倍。类似地球,木星的磁气圈会困住粒子并使之加速,这产生的辐射带类似地球的范艾伦辐射带,但强度比后者高几千倍。为了保护朱诺号的仪器免遭辐射破坏,朱诺号灵敏的电子仪器都被安放在约180千克的钛制盒子中。


在太阳系的所有行星中,木星一天的时间最短,因为它的自转时间不足10小时。不过由于木星和太阳之间的距离五倍于地球和太阳之间的距离,木星的公转周期长达12年。


木星巨大的大气层主要由氢构成,其下方则是密集的氢气层和液体金属氢,木星核心可能由冰、岩石和金属构成。确定木星是否具有致密核心是朱诺号的任务之一。


木星和太阳之间的距离大约是地球和太阳之间距离的五倍,但它并非一直处在这个位置。一些科学家怀疑,在某个早期阶段,木星可能在迁移到内太阳系时,把第一代行星家庭摧毁后,才进入当前的轨道。朱诺号的目标之一是探测木星含有多少水,这有助于科学家研究木星的形成地点。


大约46亿年前,太阳形成后遗留的大部分物质后来成为木星的组成部分。这其中的原因科学家们并不清楚,但他们希望朱诺号在接下来20个月内传回地球的数据能够帮助他们探讨太阳系的演化过程。


接下来盘点了曾探访过木星的一系列探测器。朱诺号很快将成为人类有史以来发射的环绕木星的第二颗卫星。6月21日,朱诺号在与木星相距1090万公里时拍摄这张木星与其四大卫星的合照。它们分别是木卫一(Io)、木卫二(Europa)、木卫三(Ganymede)和木卫四(Callisto)。在它之前,还有哪些探测器曾帮助过人类获取关于木星的知识呢?


1972年3月,NASA的先驱者10号探测器从佛罗里达州发射升空,从而启动了人类对外太阳系的探索。先驱者10号历经21个月的漫长旅程才到达木星。它是首个穿越火星以外的小行星带的探测器,也首次对太阳系中的带外行星展开了直接观测。它的主要任务是研究木星的风、磁气圈、辐射带和卫星,特别是木卫一。1973年12月,先驱者10号飞掠木星后,向着毕宿五的方向飞去,但实际上它需要耗费200万年才能到达毕宿五。2003年,NASA失去了先驱者10号的信号。


1973年4月,NASA发射了先驱者11号,它不仅完成了探测木星的任务,又利用木星的引力,将自己弹射到前往土星的方向。1974年12月,先驱者11号飞掠木星时,首次对木星的两极地区展开观测,并拍摄了“大红斑”的首批特写图。最靠近木星时,先驱者11号与木星云层顶部的距离为42760公里,是先驱者10号与木星之间最近距离的三分之一。


先驱者10号和11号都配备了镀金铝板,上面绘制了一个男人和一个女人、太阳和地球在银河系的位置以及其他信息。如果有外星人发现先驱者10号或11号,它们的镀金铝板就成为传达地球人问候的一种讯息。


NASA对木星的强辐射环境有所了解后,又研发两个探测器:旅行者1号和旅行者2号。它们分别于1977年9月 5日和8月20日发射升空,并分别于1979年3月和1979年7月飞掠木星。它们让人类认识到木星拥有光环、闪电以及会变换颜色的“大红斑”。此外,人类还了解到,木卫一拥有活火山。


1989年10月,NASA的伽利略号太空探测器搭乘亚特兰蒂斯号航天飞机发射升空。这是第二次也是最后一次由航天飞机搭载行星探测航天器。在上一级火箭点燃的助力下,再加上两次飞掠地球和一次飞掠金星后的增速,1995年12月7日,伽利略号终于抵达木星。与以往所有的探测器都不同,它进入了木星轨道,接着展开了为期7年的、对木星及其卫星的近距研究。


伽利略号收集到的数据为木卫二冰寒地表下存在海洋提供了证据,木卫四也可能拥有海洋。此外,人类还通过伽利略号认识到,木星的雷雨比地球强烈很多倍,以及木星的最大卫星木卫三存在磁场。伽利略号还释放了携带的辅助探测器,使之以大约17万公里/时的速度坠入木星大气层,发送数据的过程持续了58分钟,后来它在高温和高压的环境下被粉碎、熔化和/或汽化。在下降过程中,辅助探测器检测到了724公里/小时的风速,比地球上的风强烈。


包括NASA的尤利西斯太阳探测器、卡西尼号土星探测器以及往冥王星飞去的新地平线号在内的数次任务都曾利用木星的巨大引力进行增速或调整飞行路径以到达预期目的地。作为“回报”,NASA获得了木星的一些精彩照片。

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