太阳系中 红斑着身,气态巨人,细数木星独特的美

朱诺号探测卫星即将抵达木星,这是我们的一位气态邻居。在抵达后,朱诺号将帮助我们揭示更多有关巨行星的秘密。不过,截至目前,我们对木星这位星空中的巨人已有哪些了解呢?
太阳系中的巨人,木星的奇特之处
太阳系中 红斑着身,气态巨人,细数木星独特的美
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很久、很久以前,当我们的行星尚且年少时,一块冰与岩的集合体便开始聚集来自它周围星云的气体。时至今日,昔时那抹行星的幻影早已成为我们太阳系中最高大的巨人。其体型如此庞大,质地如此稠密,以致它的内部与周围都发生着迥乎寻常的变化。因而,我们这个小星球发送了一枚探测器,前去拜访这位友邻,去观察、去探索更多有关它的秘密。不过,或许它仍有许多秘密无法被揭示。这就是我们天空中的巨人、木星的故事。
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太阳系八大恒星大小对比 来源:Wikipedia
直抵木星深处
假使我们将太阳系中其余七大行星的质量加起来,木星仍是它们之和的2.48倍。想象我们就在朱诺号上。探测仪花了五年时间才到这位巨人的身边。木星身躯十分魁梧,等同于1317个地球的大小。是的,这意味着成百上千像地球这般大小的行星都能“放进”我们这位大邻居身体里。同时,它也是太阳系中“最肥硕”的星球。其质量约为地球的318倍,同时也是太阳系其他七大行星之和的2.48倍。木星的辉煌可不止如此,它现在已不如之前那样大了。由于其气态大气层独有的复杂现象,它的直径已缩减至数十亿年前的一半。但是,尽管体型巨大,它要成为一颗恒星还需自身质量再增加大约八十倍(听起来似乎不多,但这可比十万个地球还要重)。
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朱诺号木星探测器 来源:NASA
不过,让我们回到朱诺号身上。就像大家知道的那样,木星主要是气态的。因此尽管探测仪并没降低太多,要观察云寰之下的景象也已足够。木星第一表层之下几千公里处,是被掩藏着的木星表面,我们通常认为它是固体。在这之前,我们会经过一片无尽的液态层。液体不是别的,就是氢。如果我们能继续下降,不一会,就会发生一个很奇怪的现象:氢海之下阵雨连绵。在这一区域,雨由氦和氖组成,都是稀有气体;而毋庸置疑的是,截至目前,人类所能制造的任何设备都不堪承受这里的压力。
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木星内部的结构
木星
如果我们继续下降,随后便会遇到一块从未见过的结晶面。这层表面全部由金属氢组成。当氢承受了足够大的压力,其原子就会以一种特殊方式排列,继而被压缩成一种特殊的液态金属。在这一点上,我们尚不完全清楚该表面的情况。 这里仍有许多值得探索的地方。 但是,先让我们继续下降吧。 在金属氢下,又经过数十万公里,我们最终触碰到了木星的坚硬骨骼,即岩与冰的核心。 而这一点也是我们这位大邻居的另一个谜,有关木星内部的问题尚还争论不休。
遨游云间
让我们回到木星表面,这可是这个行星最有趣的地方之一。木星是由什么组成的?人们猜测其第一层的主要组成元素是冷冻氨。此外还有氢,可能还有硫或磷。学者们很确定的是,在底下存在大量的硫化氢铵。甚至再往下很可能存在稠密的水云。所有这些混合物形成了木星最为知名的曲折表面。它的旋涡和湍流就是证明。气态表面被分为不同的区带,伴随着行星一同转动。木星自转极快,不到十小时就可自转一圈。这可帮助解释气体带不可思议的摇摆与运动。
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近距离观察木星表面的大红斑 来源:NASA
木星表面承受的科里奥利力十分强大(科里奥利力即在旋转体系中,一个质点在进行直线运动时,由于惯性而产生的相对整个体系的偏移;地转偏向力即科里奥利力的一个例子——译者注),所以它的表面风速可达500 km / h,木星表面的带与区由此以显著方式被分开。 木星氢云中的另一重要元素是它的斑。 大红斑是木星一个不可思议的现象。 它是一种非常稳定的反气旋,其边缘风速可随时间推移达到每小时400公里。 事实上,这个反气旋本身就有地球两倍大,并且已在木星表面呆了少说上百、甚至数千年。 与此同时,木星表面在几年前又出现了一个大斑点。 其大小与大红斑相同,这个新斑点也是气象的产物,也昭示着木星表面之下的暴雨狂风。

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