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1 # 雙螺旋的盡頭
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2 # 千辰澯海天文宇客
隨著《流浪地球》的熱映,木星也迅速成為了網紅,人們驚歎它巨大引力時也被它瑰麗的氣體雲層所驚豔到。
人類透過天文望遠鏡觀測和發射木星探測器測算出來了它的氣體成分和壓強。目前已知木星的大氣層環流約有3000km,佔木星質量的1%。
木星是太陽系內體積和質量最大(是7大行星質量總和的2.5倍,1/1000太陽質量)、自轉最快、壓強最大的氣態行星。它主要是75%質量的氫氣,25%質量的氦氣。我們能看到的大氣雲層的頂端,它的壓強比一個氣壓略高,但在它核心壓強是地球的10萬倍。
我們對木星的大氣和壓強如此瞭解,科學家們是怎麼知道的呢?最早發現木星的是伽利略,他在1610年用天文望遠鏡觀察到。
第一個探測器對其探測的是,美國NASA在1972年發射的“先驅者10號”。它探測到了木星磁層和傳回300多副木星圖形;
第二個是1973年發射“先驅者11號”,1974年到達距離木星4.6萬km的高空,發回了木星磁場、輻射帶、溫度、大氣層結構等資訊;
第三個是1977年“旅行者一號”和“二號”,在1979年發現了它有個光環;
第四個是1989年發射的“伽利略號”,它繞木星飛了34圈,獲得了木星大氣層的第一手資料(它在2003年墜毀於木星);
第五個是2011年的“朱諾號”,在2016年到達木星軌道,每年繞行木星32圈,探測木星的內部結構和測定大氣成分,並研究木星大氣對流情況和探測木星磁場起源和磁層,科學家希望這些能瞭解木星的形成、演化和本體內部結構等。全部計劃已在2017年結束。
科學家們對木星還在持續探測和研究中,相信木星越來越多的秘密會呈現在人們面前。
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3 # 小宇堂
對於氣體可以透過光譜分析來了解其主要成分。原子的吸收譜線,是進行這種分析的基礎。
發射譜和吸收譜學過初中化學我們就應該知道不同元素原子帶的電子數量是不同的,而學過高中物理就應該知道光的吸收和釋放是電子在不同能級上躍遷所造成的——電磁輻射的吸收是物質(通常是原子中的電子)獲得光子能量的方式,並從而將電磁波能量轉換為吸收體的內能(熱能)。不同物質因電子層數(能級)的不同,因而發射光子或者吸收光子的光波波長有所不同,能量與電子能級匹配的光子被髮射或吸收的機率更大,因此發射譜或者吸收波譜又可以作為元素分析的依據。
上圖:氫的發射譜(上)和吸收譜(下)——在特定的波長處存在著突顯或者缺失的譜線,那就是氫原子的特徵譜線。
吸收光(波)譜是指由於光與被觀測樣品的相互作用而被吸收部分的光譜。樣品從輻射場吸收能量(光子),且吸收強度隨頻率而不同,如此產生的特徵光譜叫吸收光譜。上圖:對於高熱的發光氣體,可以用氣體的發射譜來進行分析;而對於冷氣體,則採用光源透過氣體後的吸收譜來分析。
光譜學光譜學是研究物質與電磁輻射之間相互作用的學科。歷史上,光譜學是透過稜鏡研究可見光被分散的波譜而產生的。後來,該概念被大大擴充套件,包括作為其波長或頻率的函式的任何與輻射能量的相互作用,這主要應用在電磁波譜中,儘管物質波和聲波也可以被認為是輻射能量的形式。涉及電磁波譜的光譜學是物理學、化學和天文學領域的基礎探索工具,允許在原子尺度,分子尺度,宏觀尺度和其他方面研究物質的成分、物理結構和電子結構。對於木星這種不發光的天體,主要採取對其大氣的吸收光譜進行分析。即透過木星反射的太陽輻射來進行分析。木星上色彩斑斕的大氣,實際上就是其大氣區域成分的體現。用高精度的儀器可以對這些成分進行更精確的量化分析。
上圖:遙遠天體發射光會被途徑的氣體雲所吸收,這構成了對空間星際物質分析的基本結構。利用空間軌道光譜分析裝置可以獲得不受大氣干擾的光譜資訊(地球大氣也是要吸收光的)。
總結我們無需飛到木星去取樣木星的大氣就可以瞭解木星大氣的構成——只需要對來自木星的光譜進行分析。實際上即便是取得采樣,也需要透過光譜儀對氣體樣品中的成分進行精確的分析,這是目前最先進也是非常成熟的物質成分分析技術。
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哥們,你百度一下朱諾號木星探測衛星就不會問這個問題了!啊哈哈哈,,,你連朱諾號都不知道還好意思問天文問題,你在逗我嗎?