木星的条纹是其最有目共睹的特征之一——从地球上能够正常的看到——但条纹只能进入这个巨大行星内部的必定深度。现在科学家们以为现已探究出原因了。
图解:在这张由美国宇航局“朱诺”号世界飞船拍照的照片中,木星的南半球上空笼罩着五颜六色的云带。
木星是一个没有固体外表的气态巨行星,它最有目共睹的特征之一是盘绕它的五颜六色条纹。
这些五颜六色条纹十分大而且很共同,从地球上用一般的望远镜就能看到,因而自伽利略年代以来,天文学家就对它们入神。
一项宣布在《天体物理学杂志》上的研讨中,来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的杰弗里·帕克和我提出了一个理论,这个理论能够在必定程度上协助解说在这些条纹背面发作的工作,以及为什么它们只能进入到行星内部的必定深度。
图解:一位天文学家在地球上捕捉到的木星光带图画。
木星上的风
这些条纹其实便是强壮而安稳风或射流,它们携带着氨气和其他五颜六色的元素在木星的大气中活动。这些喷发流与在地球大气层高处活动的喷发流类似。
但这些喷发物远比咱们正真看到的要多。在很大程度上,木星云层下的详细是什么状况仍然是个谜。
虽然有许多理论说明晰木星上的喷发流是怎么构成的,以及它们穿透云层的厚度终究有多深,直到最近咱们仍旧没有直接的观测依据来支撑它们。
2016年中旬,美国国家航空航天局的“朱诺”号世界飞船前往木星,其使命是比以往任何一个探测器都更挨近木星。它在离木星最近的时分抵达了木星云层上方不到4500公里的当地(大约是纽约到洛杉矶的间隔)。
抵达后,“朱诺”号开端对木星的引力和磁场进行准确丈量。
数据标明,这些喷发流深化木星云层下3000公里,然后中止。(这大约是地球赤道半径的5%。)
木星带只进入木星内部那么深。
这给科学家们制作了一个难题:为什么这些喷发流只能穿透那么深,而不能再深呢?
这便是咱们的研讨发挥作用的当地。咱们已建立了一种理论来解说磁场是怎么操控喷发流进一步深化的。
这和木星终究有什么关系?
在巨大的气体内部
木星的大部分气体是由氢和氦组成的。当你深化云层内部时,气体的压力会添加(就像你潜入地球海洋深处时压力会添加相同)。
科学家们了解到,在木星云层下约3000公里处,压力是如此之高以至于电子能够从氢和氦分子中脱离出来,开端自在移动,产生了电场和磁场。
这仅仅是一个偶然么?发作在同一深度,喷发流就会分化?科学家估测现实并非如此。美国宇航局喷气推动实验室的朱诺项目科学家史蒂夫·莱文解说说:
十分风趣的是喷发流消失在大约3000千米的当地,由于那大约坐落那个深度气体会发作电离,电离的强度足以构成一个磁场。
所以,这可能是磁场影响喷发流进入到这个深度区域的原因(…)可是咱们还不知道;这仅仅猜想。
咱们的理论是这样联络起来的。使用计算物理的湍流体系原理,咱们规划了一个数学模型,猜测当磁场满足强时,喷发流就会中止。
详细地说,在咱们的模型中,喷发流以某种方法依据磁场动摇,因而这些动摇的相干效应对喷发流自身起抑制作用。
这给出了部分化说为什么喷气机在云层下3000公里处中止。
科学家们期望理论和观测结合在一起,能像“朱诺”号和其他探测器(如美国宇航局发射的帕克太阳探测器)那样,持续对世界的物理性质供给更深化的了解,探究和搜集来自太阳系表里的数据。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. THE CONVERSATION- cosmosmagazine- J.Smiley
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