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巨大的木星上有什么?跟着这些探测器去看看

时间:2024-02-02来源:网络作者:小白

晴朗的夜空,经常能看到一颗很亮的星星,这就是木星。

这颗肉眼可见的璀璨星星,自古以来就出现在各种文化的记载里。

古巴比伦文化中,它代表他们的神马尔杜克,罗马人用天神朱庇特的名字为它命名,在中国,它叫木星。

木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星。

同时它也是太阳系中最重的行星,它的质量为太阳的千分之一,是太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。

迄今为止,除了木星冰月探测器外,共有6个人类探测器飞向这颗很大的气体行星,让我们来看看它们都是哪位。

先驱者系列探测器

先驱者10号和先驱者11号是最早飞向木星的两个探测器,它们都属于美国无人行星探测任务先驱者计划,重要任务是探测小行星带以外的太阳系。

1972年3月3日,先驱者10号探测器发射升空。

它制造了多个第一,它是第一个成功穿越小行星带、第一个近距离观测木星的飞行器,并于1973年12月3日发回第一组近距离拍摄的木星图像。

先驱者10号对木星的探测持续了2个月,发送回来约500张木星及其卫星的照片,最高分辨率约为320千米,清晰地显示出了大红斑等木星大气层特征,揭示了木星前所未见的详情。

它还探测到,木星周围的辐射强度是地球周围的10000倍。

先驱者10号探测器艺术想象图

1973年4月6日,先驱者11号探测器发射升空。

由于之前先驱者10号的很大成功,科学家们给先驱者11号安排了更艰巨的任务——探测土星。

它用木星的强大引力改变轨道,飞向土星。

虽然它的重要任务不是探测木星,但它却在更近的距离处获得了木星更清晰的图像,获取到木星大红斑的详情图像,并第一次获得木星两极的图像,还测量了木卫四的质量。

它对木星的探测进一步加深了人类对木星的了解。

旅行者系列探测器

紧随先驱者之后,又有两个探测器飞往外太阳系。

它们是旅行者1号和旅行者2号。

这两个探测器仍然以探测外太阳系为重要任务,但它们飞得更远。

两个探测器都使用钚电池,为它们的漫漫宇宙之旅提供长期能量。

旅行者1号探测器飞越木星大红斑

1977年8月20日旅行者2号首先发射升空,它是唯一拜访过4颗气态巨行星——木星、土星、天王星和海王星的探测器。

随后,旅行者1号于1977年9月5日发射升空。

这两个探测器再次为科学家们打开了新世界的大门。

它们发现木星著名的大红斑是一个以逆时针方向转动的复杂风暴系统,同时还发现了一些细小的风暴和旋涡。

而且木星和土星一样也有环,但要比土星的暗得多。

环的外侧距离木星中心129000千米,内侧距离木星中心30000千米。

此外,两个探测器在木星的4颗卫星上也有众多发现。

它们在木卫一上发现了活火山,这是人类第一次在太阳系的其他星球上发现了活跃的火山活动,总共观测到木卫一上9座火山的爆发,火山爆发的喷发物可以高达300千米。

旅行者2号拍摄的木星的第二个卫星照片让科学家们初步推断木星的第二个卫星表面有一层冰壳,下面藏着一个深约50千米的海洋。

它还在木卫三上发现了两种明显的地形:坑及深沟。

科学家们猜测,木卫三的冰壳正在经受剧烈的地壳运动。

在木卫四上则发现了大量古老陨石坑的痕迹,但这些痕迹由于时间的推移和地壳变动,变得非常浅。

这两次飞行任务还发现了木星的3颗小卫星木卫十四、木卫十五和木卫十六,并且拍摄到了木星背面的极光。

伽利略号木星轨道器

1989年10月18日,伽利略号木星探测器从亚特兰蒂斯号航天飞机上发射升空。

这是人类第一个专门用于探测木星的航天器,也是NASA发射的最成功的探测器之一。

伽利略号木星探测器

伽利略号探测器造价近10亿美元,是美国迄今最精密的星际飞行器,整个发射计划耗资约15亿美元。

探测器总重2550千克,采纳核动力装置,内装22.7千克放射性铀-238。

探测器配备了摄像机、近红外勘测分光仪、磁强仪、测云仪、大气结构仪等17种科学仪器,用于木星大气层构成、云层结构、温度、磁场等方面的勘测和研究。

1995年7月轨道器向木星释放出大气探测器,之后继续沿着木星轨道飞行。

伽利略木星探测器原定使命约2年,但实际在宇宙飞行了将近14年。

在飞抵环木星轨道后的7年多时间内,它大大刷新了木星的观测纪录,发回包括1.4万张照片在内的3万兆比特数据,在木星的3颗卫星上发现了地下液态盐水存在的证据,首次从轨道上对木宇宙岛统进行了完整考察,首次对木星大气进行了直接测量。

它最大的贡献是拍到木星的第二个卫星上有水的照片,让科学家们更加确定了此前关于木星的第二个卫星上有海洋的猜测。

2003年9月21日,伽利略号飞到木星背面,以大约每小时17万千米的速度纵身跳入木星大气层,以一种近乎自杀的方式结束了长达14年的宇宙之旅。

这壮烈一跳说起来也是有真相的,NASA原打算让伽利略号在木星轨道上一直飞行下去,但它有关木星的第二个卫星上可能存在海洋的发现使专家们改变了想法。

由于伽利略号在设计时没有经过消毒处理,当它燃料即将用尽时,可能与木星的第二个卫星相撞。

一旦它撞上木星的第二个卫星,就可能把地球的微物种带到木星的第二个卫星上,这会影响之后在木星的第二个卫星上寻找本土生命的工作,因此跳入木星大气层是最好的选择。

伽利略号对研究木星的卫星也做出了巨大的贡献。

在伽利略号到达木星之前,人们一共发现了16颗木星的卫星。

伽利略号到达后又发现了多颗卫星。

现在这个数字已经上升到了92颗。

值得一提的是,伽利略号在飞往木星途中,拍摄了一部地球在宇宙中运转的电影,还为两颗小行星拍下高分辨率的照片,并在1993年拍下了彗星撞木星的壮观场面。

朱诺号木星探测器

朱诺号木星探测器是NASA新疆界计划实施的第二个探测项目。

2011年8月5日,朱诺号木星探测器开始踏上远征木星之旅。

2016年7月4日,朱诺号进入木星环绕轨道。

成为第一个穿透木星浓密云层的航天器,旨在调查木星上冰岩芯是否存在;确定木星上水的含量;大气中氨的含量;研究木星大气对流情况以及探讨木星磁场、引力场和极地磁层。

朱诺号木星探测器飞越木星

2016年1月13日下午2点,朱诺号打破了依靠太阳能的人类探测器最远航行纪录,当时它距离太阳约7.93亿千米,而地球到太阳的距离只有约1.5亿千米。

2017年7月11日,朱诺号木星探测器经过近木点,正式飞掠木星大红斑。

NASA的发言人称:这将是人类第一次近距离观察这个很大的风暴,这场风暴从1830年就已经被人类发现,它或许已经存在了超过350年。

朱诺号携带了3块很大的太阳能板,每块宽2.7米,长10米,差不多相当于拖拉机的拖车大小。

这3块太阳能板可提供14千瓦的电力,但进入木星轨道后,提供的电力仅为400瓦,只能点亮少量电灯泡。

因此,朱诺号上的科学仪器和计算机均高度节能,同时研究团队还为朱诺号精心设计了环绕木星运行的轨道,使其尽可能多地接收阳光。

按原计划,朱诺号木星探测器总巡航距离超过7亿1600万千米,在一个地球年的时间里,它会环绕木星33次。

2018年朱诺号就会结束使命,撞入木星大气层。

但超期服役似乎已经成了美国航天探测器的惯例。

目前,朱诺号仍未结束它的宇宙之旅,还在源源不断地发回珍贵的观测资料。

说起来,这个探测器的名字也挺有意思。

在罗马神话中,朱诺是天神朱庇特的妻子。

朱庇特施展法力,用云雾遮住自己,但是朱诺却能看透这层云雾,了解朱庇特的真实面目,因此探测器取这个名字也是借用其寓意,希望它能解开这颗云遮雾绕的气态巨行星隐藏的谜团。

太阳系中的固态行星、气态行星是怎么形成的?

石球和气球是我们对太阳系行星的形象称呼,其实它们分别代表的是固态行星和气态行星。之所以会有固态和气态的区别,直接的原因就是距离太阳的不同距离所致,它们的形成历史与太阳系早期的状况和发展演化过程密不可分。星云物质星云是宇宙间除了恒星和行星外,最常见的一种天体物质组成形态,如果从相关的宇宙照片可以看出,它们的形状千变万化,虚无缥缈,组成了一幅幅美观而又优美的宇宙背景画面。从组成来看,星云是由大量的星际尘埃、氢气、氦气和其它一些电离气体构成,也就是其中充满着微小的固态物质和轻气体。虽然看上去“浓烟滚滚”,实质上这些星云物质的含量比较稀薄,密度非常低,我们之所以能够看到它们,一方面是在非常大的空间尺度上去观察;另一方面是在星云物质之外的物质浓度更低,在恒星光线作为背景下,比较容易看到它们与周围更加空洞的空间的反差。关于星云物质的来源,目前天文界比较主流的观点认为,它们的来源包括三个方面:一是宇宙大爆炸释放出的大量星际物质构成了星云主要物质来源。当宇宙大爆炸发生之后,从中释放的原生物质,如氢核和氦核则在宇宙中均匀分布,由于它们之间的引力非常微弱,还远远不能克服宇宙向外扩散的膨胀压力和辐射压,无法汇聚在一起,但是奠定了所有宇宙所有星体和物质形成的基础,包括星云。二是宇宙的逐渐冷却使星云物质慢慢聚集。宇宙中由大爆炸之后一段时间内的背景辐射是以高能辐射为主,随着宇宙空间在大爆炸能量的推动下逐渐膨胀以后,整体温度也在不断下降,这种高能辐射就会逐渐变为微波背景辐射。氢核和氦核在此情况下,拥有了相应的原子,之间的引力也慢慢地超过膨胀压力和辐射压,在原子相互引力的作用下开始形成许多物质密度较高的区域,原始星云因此而产生。三是在恒星的发展演化过程中不断积累形成的。恒星在生命周期的晚期,都会在辐射压的作用下发生膨胀,然后又在内核引力作用下发生塌缩,在塌缩过程中,有一些外围物质会继续向外膨胀,形成气壳,构成了恒星周边区域的星云物质。当恒星相继经历白矮星、黑矮星直至消失之后,这些星云物质被保留了下来。太阳的形成太阳是宇宙中再普通不过的一类恒星了,但是它的形成和演化过程与其它恒生的产生却是基本一致的,离不开上述星云物质的孕育。在太阳还没有形成之前,其所在的空间区域内,分布着众多由气体和星际尘埃所组成的星云物质,这些星云物质的浓度相对较高。据科学家们推测,这些较为浓密的星云物质,有很大的可能是在此处的“上一任”恒星生命结束之时残留下来的,恒星的残骸以及最后喷射出来的物质,加上此前在恒星引力作用下围绕着恒星运转的众多气体和微小颗粒共同组成这块“生命的摇篮”。这些浓密的星云物质,在50多亿年受到外界恒星引力波动的影响下(科学家们推测受到较近区域超新星爆发的影响面较大),组成物质之间开始进行着持续不断地碰撞,使得某些区域的星际物质浓度变得更大,于是形成了质量相对较大的若干核心区域,其中在太阳所在位置,这个区域的空间大小和互相碰撞聚合的物质规模非常大,然后在万有引力和动量守恒定律的支配下,周围更多的气体物质和星际尘埃一部分被吸入这个核心区域,中心质量越来越大,一部分围绕着这个核运转,随时在中心质量增大的过程中,被持续吸进中心区域,在此过程中,不断的碰撞使得核心的温度缓慢升高,形成了太阳的“胚胎”。当太阳“胚胎”核心区域的温度上升到1000万摄氏度时,便会激发其中组成物质氢的核聚变反应,两个氢原子中的四个质子和中子聚合成一个氦原子,同时释放两个正电子,在此过程中,由于质量发生了一定程度的亏损,从而释放出大量的能量,真正意义上的恒星就此诞生,为整个恒星系注入了源源不断的能量来源。行星的形成在太阳形成的同时,其周围一定范围之内的区域,其实也在进行着和太阳形成早期一样的星云物质聚合过程,在太阳系内,应该是形成了众多那样的“核心区域”,都有着较大的质量,都有着许多星际物质围绕其运行的情况。只不过太阳那个核心区域太大了,所吸引的星云物质占据了极大的比重,相对来说,其它区域的“核心区域”规模就小很多。虽然这些核心区域规模较小,但也持续不断地发生着星际物质的碰撞和聚合的过程,中心温度也越来越高,而且一些核心区域也在引力的作用下进行着“零存整取”,互相之间也有几率相互碰撞和整合,于是逐渐在太阳这个绝对核心的周围,形成了若干个规模相对较大的核心区域,在引基础上产生了温度很高、密度很大的固态行星体,这些固态行星又慢慢演化为各个行星的固态内核。之所以会最后形成不同类型的行星,原因在于固态内核形成之后,依靠万有引力所吸引周围星际物质的不同所致。刚才提到了,虽然太阳形成的时候,其核心规模很大,所吸引区域星云物质的占比极大,但是在太阳系这一大片区域之内,仍然有一些星云物质没有被其引力所捕获,而是围绕着太阳作周期性的运转,这些星云物质成为了其它行星形成以及壮大的物质基础。太阳诞生以后,由于核聚变反应,向外释放着大量的光和热,其中就包含着以大量带电粒子所组成的高速粒子流,它们以每秒200-800公里的速度向外辐射运动,这些等离子流被我们形象地称为“太阳风”。在太阳风的“吹拂”下,氢、氦等质量较轻的气体被送到距离太阳较远的地方,于是在太阳系外围的那些行星固态内核,从星际空间中所捕获到的物质,后期都是以气体为主,于是形成了浓厚的大气层,继而在巨大气压的作用下,下部的气态物质被压缩成液态,表面呈现气态,气态行星就这样形成了。而在距离太阳较近的轨道,那些行星的固态内核只能吸引较重的一些元素,逐渐聚合成固态行星。总结一下在一个恒星系统中,其行星和恒星基本上是在同一个时间段内形成的。无论是气态行星还是固态行星,它们的起点相同,但过程不尽一致,气态行星的形成,依靠的主要是太阳风的力量,将没有被恒星所吸入的较轻物质中吹到了较远的轨道,然后再凭借行星内核万有引力的努力,将这些较轻的气体吸到了自己的怀抱,从而不断发展和壮大自己的力量,这也是为何在一个恒星系统中,气态行星都是在距离恒星很远的轨道上形成的根本原因。

宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!

在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
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