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美國宇航局NASA的朱諾號探測器自2016年7月成功進入木星軌道以來,已經對木星展開超過三年的環繞探測,取得大量新發現。

近日,科學家在《自然-天文學》雜誌上發表一項新研究,介紹了朱諾號的首個關於木星大氣含水量的科學成果。朱諾號的探測資料表明,在木星赤道區域的大氣分子中,水佔據了大約0.25%,幾乎是太陽的三倍。需要指出的是,這裡並不是基於液態水的比較,而是基於太陽上構成水的氫元素和氧元素。

數十年來,行星科學家們迫切希望對木星大氣中含水總量作出準確估算。因為這一數值是解決太陽系形成之謎的一條關鍵線索。木星很可能是太陽系中第一顆形成的行星,它包含了大部分未曾併入太陽的塵埃氣體。

關於木星形成的主要理論,取決於它吸收了多少水。而且,水丰度對這顆氣態巨行星的氣象學和內部結構也有重要影響。之前,旅行者號等探測器在木星上探測到閃電現象,暗示著水的存在,但對木星大氣含水量的準確估算一直是個難題。

1995年12月,伽利略號在墜向木星前57分鐘用無線電發射光譜儀探測了木星大氣120公里深處的含水量。然而,這批資料所表明的水含量比理論預期的少十倍,讓科學家大感沮喪。

更為出人意料的是,伽利略號在最大深度處探測到的含水量似乎出現回升,而且這裡遠在理論預期的木星大氣充分混合位置下方。在充分混合的大氣中,含水量是相對恆定的,更可能代表木星全球的平均值。在與地面望遠鏡同時獲得的紅外影象相比較後,科學家發現本次探測可能只是運氣不好,在木星上一個異常乾燥溫熱的氣象點進行取樣。

現在,朱諾號得到了與伽利略號大不相同的結果,最新的探測資料表明,至少在赤道區域木星大氣含水量頗高。不過,關於木星大氣含水量還有很多事情有待研究。比如,朱諾號驚奇地發現,即便在木星雲頂之下,大氣也沒能充分混合,這是一個仍需努力解決的難題。沒有誰會想到,木星之水會如此多變。

本次新發現是基於朱諾號前8次飛掠木星收集的資料獲得的。科學家之所以率先聚焦於木星赤道區域,是因為這裡的大氣似乎比其他區域混合得更充分。相較於伽利略號,朱諾號能夠在木星大氣更深處收集資料。科學家還需要獲取木星大氣其他區域的含水量,並進行對比分析。

接下來,朱諾號還將繼續環繞木星執行,獲取更多探測資料。“朱諾號每一次飛掠木星都是一場發現之旅。關於木星總是會有新發現,朱諾號告訴我們——想要檢驗關於行星的理論,就要走近它,並與它親密接觸。”朱諾號首席研究員斯科特·博爾頓如是說。

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