北京時間7月5日，跋涉27億公里的“朱諾”號進入木星軌道。然而，“朱諾”號并非造訪木星的第一個探測器。在它之前，“先驅者10”號、“先驅者11”號、“尤利西斯”號、“伽利略”號等8個探測器都曾造訪木星。是什么吸引數量眾多的探測器“前赴后繼”？探測木星有哪些科學價值？為此，科技日報專訪了澳門科技大學太空科學研究所所長、教授陳炯林。

吸引諸多探測器“前赴后繼”的首先是木星本身未解的奧秘。

五彩繽紛的條紋、巨大的紅斑是木星最引人注目的特征。然而，人們并不確定，這些搶眼的特征到底是這顆氣體行星表面的大氣現象，還是深入行星內部的結構分布。“有一種觀點認為，木星表面的條紋是木星內部帶狀結構的表現，這一結構呈圓筒形分布，深入行星并穿過行星中心。”陳炯林說，“朱諾”號攜帶的重力場探測器將通過繪制木星引力場，分析木星質量分布，結合進一步的模型和數據分析，有望揭示木星深層結構信息。

木星大氣是“朱諾”號的探測重點之一。微波輻射器、紫外線成像光譜儀、極光紅外成像儀等儀器將在不同頻率解析木星大氣的構成。“例如目前主流理論認為，木星表面應當有水，而之前的探測發現水含量極微，與太陽系形成的理論不符。這將是此次探測的重點之一。” 陳炯林說。

“朱諾”號感興趣的，還有木星的磁場。科學家不確定木星中心的核心有多大，處于高度壓縮的氫是什么物理狀態。對磁場結構的分析有助于解答這些問題。“朱諾”號攜帶的磁場探測器將繪制木星磁場三維圖景，幫助科學家獲取這顆行星深層導電流體運動與中心硬核及其運動的信息，揭示木星最深處的秘密。

然而，探測器們希望窺探的不僅是木星的秘密，還有我們地球本身、太陽系乃至恒星形成的奧秘。

“太陽系中類地行星有磁場的并不多，而木星的磁場強度是地球的十倍。”陳炯林說，地球磁場對于保護地球生物以及大氣都很重要，木星強大的磁場是研究地球磁場的一個很好對照物。“關于地球磁場的形成、演化，科學家已經形成一些理論，但仍存在很多未解問題。通過觀察木星磁場，可以確定理論中的一些未定參數、未解難題。” 陳炯林說。

而木星大氣是太陽系形成初期情況的“化石”。“在太陽系形成初期，太陽系中心的行星由于受輻射太強，氣體物質會劇烈沸騰并蒸發，只存留在距離太陽較遠的區域。它們有些被外行星吸收，形成巨大的氣體行星，有些結成了冰覆蓋在最外的小星體表面。”陳炯林說，現在科學家已經建造了一套太陽系行星形成理論，并根據理論模擬了不同元素隨著太陽距離變化的分布。通過分析木星表面大氣成分，便可驗證確認該理論是否正確。“新視野號在冥王星表面發現冰晶讓科學家感到興奮，原因之一便是這一發現符合當前太陽系行星形成理論，為理論的有效性提供了證據。科學家苦苦在木星尋找水的蹤跡也是這一原因。”

作為一顆擁有60多顆衛星的氣體行星，木星及其衛星又有“小太陽系”之稱，因為除了氣體行星無法通過核反應發光發熱外，它們像極了我們身處的太陽系。“木星沒有核反應的主要原因是自身質量不夠大，無法啟動這一過程。” 陳炯林說，可以把木星看作一顆尚未成功變成恒星的天體。通過分析木星內部的質量分布、熱量分布等，可以對恒星形成過程、開始核反應的關鍵因素等進行研究。“這對恒星形成理論很有價值。”

 

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創 轉載時務請注明出處更多精彩內容，

敬請關注科學原理一點通官方微信公眾平臺（ID：kxylydt）

 

專家告訴你探測木星有啥用

圖文簡介

北京時間7月5日，跋涉27億公里的“朱諾”號進入木星軌道。