专家告诉你探测木星有啥用

2016年07月06日07:40  来源:科技日报
 
原标题:专家告诉你探测木星有啥用

  北京时间7月5日,跋涉27亿公里的“朱诺”号进入木星轨道。然而,“朱诺”号并非造访木星的第一个探测器。在它之前,“先驱者10”号、“先驱者11”号、“尤利西斯”号、“伽利略”号等8个探测器都曾造访木星。是什么吸引数量众多的探测器“前赴后继”?探测木星有哪些科学价值?为此,科技日报专访了澳门科技大学太空科学研究所所长、教授陈炯林。

  吸引诸多探测器“前赴后继”的首先是木星本身未解的奥秘。

  五彩缤纷的条纹、巨大的红斑是木星最引人注目的特征。然而,人们并不确定,这些抢眼的特征到底是这颗气体行星表面的大气现象,还是深入行星内部的结构分布。“有一种观点认为,木星表面的条纹是木星内部带状结构的表现,这一结构呈圆筒形分布,深入行星并穿过行星中心。”陈炯林说,“朱诺”号携带的重力场探测器将通过绘制木星引力场,分析木星质量分布,结合进一步的模型和数据分析,有望揭示木星深层结构信息。

  木星大气是“朱诺”号的探测重点之一。微波辐射器、紫外线成像光谱仪、极光红外成像仪等仪器将在不同频率解析木星大气的构成。“例如目前主流理论认为,木星表面应当有水,而之前的探测发现水含量极微,与太阳系形成的理论不符。这将是此次探测的重点之一。” 陈炯林说。

  “朱诺”号感兴趣的,还有木星的磁场。科学家不确定木星中心的核心有多大,处于高度压缩的氢是什么物理状态。对磁场结构的分析有助于解答这些问题。“朱诺”号携带的磁场探测器将绘制木星磁场三维图景,帮助科学家获取这颗行星深层导电流体运动与中心硬核及其运动的信息,揭示木星最深处的秘密。

  然而,探测器们希望窥探的不仅是木星的秘密,还有我们地球本身、太阳系乃至恒星形成的奥秘。

  “太阳系中类地行星有磁场的并不多,而木星的磁场强度是地球的十倍。”陈炯林说,地球磁场对于保护地球生物以及大气都很重要,木星强大的磁场是研究地球磁场的一个很好对照物。“关于地球磁场的形成、演化,科学家已经形成一些理论,但仍存在很多未解问题。通过观察木星磁场,可以确定理论中的一些未定参数、未解难题。” 陈炯林说。

  而木星大气是太阳系形成初期情况的“化石”。“在太阳系形成初期,太阳系中心的行星由于受辐射太强,气体物质会剧烈沸腾并蒸发,只存留在距离太阳较远的区域。它们有些被外行星吸收,形成巨大的气体行星,有些结成了冰覆盖在最外的小星体表面。”陈炯林说,现在科学家已经建造了一套太阳系行星形成理论,并根据理论模拟了不同元素随着太阳距离变化的分布。通过分析木星表面大气成分,便可验证确认该理论是否正确。“新视野号在冥王星表面发现冰晶让科学家感到兴奋,原因之一便是这一发现符合当前太阳系行星形成理论,为理论的有效性提供了证据。科学家苦苦在木星寻找水的踪迹也是这一原因。”

  作为一颗拥有60多颗卫星的气体行星,木星及其卫星又有“小太阳系”之称,因为除了气体行星无法通过核反应发光发热外,它们像极了我们身处的太阳系。“木星没有核反应的主要原因是自身质量不够大,无法启动这一过程。” 陈炯林说,可以把木星看作一颗尚未成功变成恒星的天体。通过分析木星内部的质量分布、热量分布等,可以对恒星形成过程、开始核反应的关键因素等进行研究。“这对恒星形成理论很有价值。”(徐 玢)

(责编:郝孟佳、熊旭)

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