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朱諾距地球7億千米深空,發現從未見過畫面,閃電精靈正穿過木星!
2023/03/28

朱諾號探測器正在距離地球5億千米的深空執行任務,它是一個木星探測器,自2016年7月5日進入木星軌道以來,一直都在兢兢業業的工作著,在這個崗位上5年多來,它有太多的令人驚訝的發現!

但在2020年萬圣節前夕,NASA突然公開了一個令人驚訝的消息,閃電風暴正在以驚人的速度穿過木星大氣層,它們出現在木星閃電的上方,出現時間僅僅數毫秒,從朱諾的視角來看,甚至就像一只恐怖的木星生物在大氣層內上下穿梭!

朱諾和它的偉大發現

木星是太陽系中最大的氣態行星,與太陽平均距離大約7.5億千米,它的直徑約有14萬千米,是太陽系內除木星自身外所有行星品質的2.5倍!

木星探測最早要從先驅者10號11號開始說起,10號在1973年1974年先后掠過木星,留下了木星那巨大的特寫照片,還有木星的超強到磁場與氣態行星翻滾的云層!旅行者1號和2號在1979年先后掠過木星,發現了木衛一的火山正在噴發,木衛二上存在大量的水冰!

尤利西斯太陽探測器在1992年掠過木星,加深了對木星磁場的認識。之后伽利略探測器成為第一個環繞木星軌道的探測器,比較可惜的是它的高增益天線由于冷焊無法打開,但即使小水管也讓人類對木星有了更深的認識,還有新視野號的飛掠,也同樣帶來新的認知。

伽利略探測器

朱諾號和它認知下的木星

木星可以說是去往外太陽系探測器的必經之路,因為它巨大的品質可以為探測器免費加速,所以探測器都喜歡去它那里繞繞,「加油」的同時,順便也看看這位又太陽系「吸塵器」之稱的木星的新面孔!但整體而言,越是對木星的深入認識,那麼科學家就越覺得對木星的認識不足,朱諾號就是在這樣的背景下再次出征木星。

朱諾號進入木星的軌跡非常怪異,它是一個超級橢圓的繞木極軌軌道,近木點在木星的強大的電離輻射帶內,此時的朱諾號速度極快,它快速通過此處是避免強大的輻射帶影響設備的正常工作,而靠得夠近,則能觀測更多的細節,朱諾號有幾個必須完成的任務:

1、精確測定木星核心品質

2、精確的繪制木星引力場分布圖

3、精確繪制木星的磁場,驗證行星發電機理論

4、測繪大氣成分、溫度、結構、云層的不透明度和動力學變化

5、探索木星極地磁層和極光的三維結構和特征

6、測量由木星的角動量造成的參考系拖曳,也稱為冷澤-提爾苓進動

朱諾也不負眾望,2017年年中就公布了驚人的發現!

木星南北極風暴極其復雜與混亂,兩極都存在直徑數百公里的氣旋,還有綿延數千公里的神秘天氣現象,甚至朱諾的科學團隊都無法識別!另外兩極還存在完全不同于地球形式的極光,甚至還有紫羅蘭顏色的極光!

木星的磁場強度是地球的十倍,原先科學家估計木星磁場最多只有地球的5倍,刷新了科學家對木星磁場的認知。

通過朱諾的探測,科學家認為木星可能沒有一個非常明顯的內核,或者說內核的尺寸比較小。

美國西南研究院的朱諾號首席研究員史考特·博爾頓稱,朱諾號粉碎了我們對木星的想象,它帶給我們對木星的認識是此前探測器所未能給予的,并且還遠遠超出了預料,相信木星還將帶給大家驚喜!

木星極地附近的氣旋

接下來的探測中朱諾會重點關照木星復雜的氣旋,以及木星上氨云的變化,這和木星標志性的云帶和大紅斑的形成有著直接關系,研究它們將揭開持續了400年之久的大紅斑的秘密!

木星大氣層的「精靈」:閃電風暴

2020年10月27日,NASA在官網上公布了朱諾在木星大氣層中觀測到的神秘閃電風暴現象,這是首次在另一個行星上觀測到明亮、不可預測且極其短暫的閃電現象(瞬態發光事件或TLE)。NASA科學家認為這些明亮的閃光事件同樣應該存在于木星巨大的紅斑內部,當然這還需要進一步觀測研究。

這種瞬態發光現象在地球上出現時,由強烈的雷暴觸發,一般發生在90多千米的高空,規模一般在24~48千米之間,形狀有些像水母,持續時間約幾毫秒,地球上出現時一般為紅色,但在木星上時會出現藍色或者粉色。

2020年4月10日,朱諾(Juno)的UVS儀器獲得的木星神秘閃光

朱諾已經觀測到至少有11個神秘的大規模瞬態發光事件,基本都位于木星已知雷暴的發生區域,UVS的觀測表明,這些閃光由氫原子受到激發引起。

朱諾和木星淺層閃電

2020年8月6日,《自然》期刊上發布了一篇關于朱諾的最新發現,木星大氣中富含氨的混合物被強烈氣旋帶向大氣深處,引發強烈的閃電,而且木星的閃電要比之前預想的高度要高得多!而且氨與氫以及氦的混合氣流還能在木星上形成巨大的蘑菇云!

木星上這些超級規模的大氣運動,刷新了科學家對行星大氣環流的重新認識,氣態行星不是不是死氣沉沉的行星,反而是一顆充滿了暴躁氣流的地獄行星,很難想象有什麼飛行器能夠穿透如此強大氣流的木星大氣層深入內部!

朱諾號帶有一個向伽利略致敬的銘牌,這個銘牌是意大利航天局提供,航空鋁合金制作,尺寸是71毫米*51毫米,重量為6克,另外還有三個樂高人偶,分別是伽利略、朱比特和他的妻子朱諾!

這就是朱諾探測器的名字來歷,而且朱諾號探測器任務結束后,為避免污染木星的冰衛星木衛二,她將墜入木星,回到她「丈夫」的懷抱。

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