提起木星,大家的第一印象莫過于“太陽系巨無霸”——能裝下1300多個地球,還能包攬太陽系其他所有行星,妥妥的行星界“老大哥”。但這位老大哥最近被“朱諾”號扒出了“身材小秘密”,實際體積比之前探測的體積數據要小一些。
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今年2月上旬,美國國家航空航天局(NASA)通過正在木星附近運行的“朱諾”號探測器的最新探測數據得出結論:太陽系最大行星木星的實際體積比此前科學界認知的更小,形狀也更為扁平,具體數據是它的赤道直徑實測約142976公里,比之前的估算值少了8公里;南北極直徑約133684公里,較舊數據縮水24公里,整體扁平程度也比預想中更高,赤道比極區大約7%,反觀地球的這一數值僅為0.33%,說木星是個“大扁球”也不為過。
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雖說對于直徑十余萬公里的它來說只是“微雕級瘦身”,但換算下來,木星此次“縮水”的體積約為5,000億立方公里,大致相當于一個直徑為1萬立方公里的球體的體積,或者說是一個棱長8000公里的立方體,這個數值也基本相當于地球體積的一半。換句話說,此次測量的木星的體積數值縮水了半個地球大小,也是刷新了人類對其真實形態的認知。
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這一發現依托“朱諾”號13次近距離飛掠木星的觀測數據,結合無線電掩星技術分析得出,修正了上世紀70年代“旅行者”探測器留下的測量數據,也讓人類對這顆氣態巨行星的認知邁上新臺階。相關研究成果發表于《自然-天文學》雜志。
很多人會好奇,為何隔了半個世紀,木星的“身高體重”才被精準測量?這背后是探測技術和探測設備的代際差距。上世紀70年代的“旅行者”探測器如同木星的“遠距離路人拍”,只能通過有限的飛掠數據做粗略估算;而2011年發射、2016年抵達木星軌道的“朱諾”號,堪稱專屬“高清貼身攝影師”,NASA還在2021年特意延長其任務,為科學家爭取到了繞行至木星背后的觀測機會。
此次測量并非“朱諾”號的原定任務,卻意外成為了它的高光時刻,以色列魏茲曼科學研究院的行星科學家加蘭帝坦言,這些實驗都是探測過程中的“意外收獲”。
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而讓“朱諾”號實現精準測量的核心,是一項名為無線電掩星技術的“黑科技”。簡單來說,“朱諾”號會向地球的NASA深空網絡發射無線電信號,當信號穿過木星帶電的電離層時,會因氣體的密度、溫度等影響發生彎曲和延遲,科學家通過測量信號頻率的細微變化,就能推算出木星大氣不同高度的溫度、氣壓、電子密度等關鍵參數,進而精準勾勒出木星的實際輪廓。
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這一過程就像給木星做了一次全身“CT掃描”,連大氣層的細微變化都逃不過探測儀的“眼睛”,也讓測量精度較上一代技術有了質的飛躍。此外,研究人員還結合了木星緯向風的影響,對13次飛掠數據進行綜合分析,讓最終的測量結果更貼合實際。
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可能有人會覺得,不過是幾十公里的數值變化,至于如此重視嗎?答案是當然值得。對于天文學研究而言,行星的尺寸數據并非簡單的“數字游戲”,而是解鎖其內部結構、形成與演化的“鑰匙”。
木星作為氣態巨行星,主要由氫和氦組成,其半徑是研究大氣結構和內部圈層的基本參考值,此次精準測量數據,能幫助科學家更清晰地探究木星復雜的內部結構,比如其稀釋核的形成、深層大氣的運動模式等。
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而了解木星的組成和結構,又能追溯它的形成演化史——這顆行星在太陽系早期便已形成,其巨大的引力不僅影響了太陽系內物質的分布和其他行星的成長,還向內太陽系輸送了水、二氧化碳、氨等易揮發物質,這些物質正是地球形成大氣和生命所需的關鍵成分,而且木星也靠自己的強大引力吸引著小行星帶的行星不向內太陽系遷徙,使得地球避免了小行星的頻繁撞擊,這也為地球生命的發展進化提供了極大的幫助,換句話說,木星還是地球生命誕生的“幕后功臣”。
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除此之外,這次精準測量的意義還延伸到了系外行星研究領域。宇宙中存在著大量與木星類似的氣態巨行星,由于距離遙遠,人類對它們的觀測往往只能獲得模糊數據。而木星作為我們太陽系內的“樣本”,其精準的形態特征和結構數據,能為天文學家解讀遙遠系外行星的觀測數據提供重要參考,讓人類在探索宇宙其他宜居星球的道路上,少走很多彎路。
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從“旅行者”的粗略探測到“朱諾”號的精準測量,人類對木星的認知跨越了半個世紀。這顆“縮水”的氣態巨行星,不僅沒有失去其“巨無霸”的地位,反而因更精準的認知變得更加立體。而“朱諾”號的這次意外發現也告訴我們,宇宙的奧秘永遠藏在細節之中,每一次細微的測量突破,都是人類向宇宙真相邁出的堅實一步。
消息來源:《北京日報》2月5日報道《新發現:木星體積較此前認知略小且形狀更扁平》網址
https://m.toutiao.com/is/AJst8n4GfCI/AJst8n4GfCI` Axw:/ q@e.Ox :8pm
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