使用業(yè)余望遠(yuǎn)鏡便能觀測到木星的云層帶和大紅斑，但是木星大氣層的構(gòu)成元素卻很難探測到。
在美國亞特蘭大市中心的一個(gè)屋頂上，一支科學(xué)家小組正在模擬構(gòu)造木星大氣層。這將幫助科學(xué)家更好地理解木星這顆太陽系內(nèi)最大行星的起源之謎和構(gòu)成元素。
據(jù)美國太空網(wǎng)站8月11日報(bào)道，在美國亞特蘭大市中心的一個(gè)屋頂上，一支科學(xué)家小組正在模擬構(gòu)造木星大氣層。他們的研究結(jié)果將幫助天文學(xué)家理解美國宇航局“朱諾”航天器2016年返回地球的木星觀測數(shù)據(jù)。
使用業(yè)余望遠(yuǎn)鏡便能觀測到木星的云層帶和大紅斑，但是木星大氣層的構(gòu)成元素卻很難探測到。8月5日，朱諾航天器成功發(fā)射升空，踏上5年木星勘測征途。該航天器通過多個(gè)科學(xué)儀器進(jìn)行觀測，有望幫助科學(xué)家更好地理解木星這顆太陽系內(nèi)最大行星的起源之謎和構(gòu)成元素。
模擬木星大氣層
作為太陽系內(nèi)最大的行星，木星很可能是首顆環(huán)繞太陽的氣體灰塵行星，關(guān)于它過去歷史的重要信息將是揭曉包括地球在內(nèi)其它系內(nèi)行星早期歷史和結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵線索。
但是木星卻緊緊保守著大氣層的秘密，木星輻射帶阻擋了提供低大氣層詳細(xì)狀況的低頻射電波，此次朱諾航天器將繞道避開輻射帶克服觀測上的障礙。當(dāng)朱諾航天器抵達(dá)木星，它的微波探測儀(MWR)將深度研究行星大氣層，其6個(gè)波段微波將穿透木星大氣層(5000公里以上的厚度)。這將使航天器探測返回關(guān)于不同高度大氣層的詳細(xì)信息。但是沒有對比參照，即使朱諾航天器勘測到大氣層的信息，也無法進(jìn)行破譯解釋。
目前，科學(xué)家對木星大氣層進(jìn)行了模擬，模擬實(shí)驗(yàn)主要使用的是一個(gè)加壓爐，爐內(nèi)氣體處于特定的溫度和壓力下，科學(xué)家能夠測量朱諾航天器預(yù)計(jì)記錄木星的不同狀況信息。美國喬治亞理工學(xué)院的保羅-斯特費(fèi)斯(Paul Steffes)說：“在這個(gè)模擬器中，我們可以混合不同‘處方’成份來模擬木星大氣層。”
斯特費(fèi)斯和同事模擬了5000多種不同氣體，通過改變溫度和壓力使其更接近于木星大氣層中可能發(fā)現(xiàn)的氣體。每一種潛在信息將備案記錄下來，當(dāng)朱諾航天器開始傳送木星大氣云層的詳細(xì)資料時(shí)，科學(xué)家將把模擬狀況信息與航天器觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，從而鑒別木星不同區(qū)域的大氣組成成份。這項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)已幫助科學(xué)家鑒別出其它行星的大氣層。
斯特費(fèi)斯說：“我們的研究結(jié)果已用于解釋卡西尼探測器對土星的射電觀測信息，甚至包括更早期航天器儀器的觀測數(shù)據(jù)，比如：對天王星和海王星進(jìn)行觀測的‘旅行者號’星際探測器。”
穿透木星大氣層迷霧揭曉秘密
科學(xué)家希望透過木星大氣層迷霧揭曉一些至關(guān)重要的問題，例如：木星大氣層中存在多少水蒸氣。這將幫助科學(xué)家進(jìn)一步理解多少水資源存在于富含氫的太陽系中。
關(guān)于木星是否存在水是一個(gè)具有爭議性的問題，此前有關(guān)科學(xué)報(bào)道稱木星存在水資源的消息具有不一致性。當(dāng)蘇梅克-列維彗星碰撞在木星表面，濺出氧分子暗示著大氣層中富含水分，但之后的勘測數(shù)據(jù)卻否認(rèn)了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。
斯特費(fèi)斯說：“1995年，伽利略探測器在木星發(fā)現(xiàn)一些水資源，但是所在位置卻位于非常干旱的區(qū)域，且并不代表整個(gè)行星都分布水資源。”此后天文學(xué)家便致力于探測木星大氣中含有多少水蒸汽，但迄今為止天文學(xué)家們一無所獲。
當(dāng)朱諾航天器進(jìn)入木星軌道將完全改變，通過使用模擬器建立的參考數(shù)據(jù)，朱諾航天器的微波探測儀不僅能發(fā)現(xiàn)水，還能確立水資源所在的具體海拔位置。斯特費(fèi)斯說：“該航天器的微波探測儀將呈現(xiàn)整個(gè)星球水資源的詳細(xì)情況，它將掌握木星形成的關(guān)鍵性信息。”
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