美国宇航局(NASA)的“朱诺号”探测器将于周一抵达木星。随着这一天的临近,其他很多双眼睛也在盯着太阳系最大的行星木星。
接下来的20个月里,“朱诺号”预计会在从空中接近木星的表面云层时收集相关数据。来自大约25个观测点——包括地球上最大的一些天文台,如位于夏威夷的W·M·凯克天文台(W. M. Keck Observatory),以及绕地轨道上的望远镜,如哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)——的数据,将协助科学家对“朱诺号”收集到的数据进行解读。
“朱诺号”用了近五年时间,才到达这个位置。
“几天后我们就要到达木星了,真是难以置信,”此次任务的首席研究员斯科特·博尔顿(Scott Bolton)周四在NASA的新闻发布会上说。
“朱诺号”于上周五前后穿过星际空间,进入包围木星的磁泡。磁泡使来自太阳的粒子流,即太阳风发生偏转。“那个磁力圈里便是木星的领地,充满了粒子,”博尔顿说。“它挡住了太阳的粒子。”
“朱诺号”携带的其中一台仪器,是用来测量带电粒子的无线电发射的。那些无线电波容易被转化成声波。探测器穿过“弓形激波”,即木星的磁场费力地穿过太阳风时形成的激波时,声波的音调发生巨变。
“单是它的声音就表明进入木星不简单,”博尔顿在NASA公布录音时说。
几天前,为了准备探测器发动机在周一的点火,推进系统进行了加压。点火过程将需要35分钟。周四当天,抵达木星前的最后一组指令已被发送给“朱诺号”。
“然后就没任务团队的事了,”任务主管爱德华·赫斯特(Edward Hirst)说。“探测器独自行动,设计时就考虑了它自行运转的能力。”
进入轨道后,“朱诺号”上的仪器将能深入探测木星,不过只能看到一小片地区。英格兰莱斯特大学(University of Leicester)的利·弗莱彻(Leigh Fletcher)在接受采访时表示,望远镜的远距离观察“将填补空白,让我们有一个总体的了解。我们将获得有史以来最好的木星观测数据。”
本周,弗莱彻博士和同事公布了几张红外照片,照片上的木星像是着火了一样。“能看到从木星内部散发出来的光,”弗莱彻说。“那些云的温度要低一些,正在吸收红外线。”
一旦“朱诺号”开始绕木星运转,探测器每次接近木星时,任务团队都会利用欧洲南方天文台(European Southern Observatory)设在智利的甚大望远镜(Very Large Telescope)拍摄类似的照片,“将‘朱诺号’的近距离观察置于更大范围的空间背景中。”
将多张木星红外照片合在一起后形成的假色图 LEIGH FLETCHER/EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY
比如,弗莱彻说他希望把甚大望远镜观测到的天气规律,和“朱诺号”测量到的氨和水——木星云层的关键成分——数据放在一起。
“朱诺号”将让人们首次有机会好好观察木星的两极。弗莱彻博士想知道,是否会出现像飓风一样的暴风雨,就像在土星的两极地区观察到的那样。极光——带电粒子撞向大气层时产生的发光现象——可能也会影响天气。
过去一个月里,为了获取更多有关极光的数据,哈勃太空望远镜每天都要盯着木星看45分钟。在地球上,当太阳风粒子与两极地区附近的大气中的分子相撞时,会发生极光现象。在木星上,带电粒子主要来自另一个来源:木卫一上面的火山。然后,木星强大的磁场促使粒子加速进入木星的大气层。
有时候,极光颇为柔和。但其他时候,它们“几乎像是木星电离层里燃放的烟花,”领导哈勃研究的莱斯特大学科学家乔纳森·尼克尔斯(Jonathan Nichols)说。
迄今尚待解答的其中一个问题是,太阳风对木星极光的影响有多大。“我们将在接下来的几周和几个月里研究这个问题,”尼克尔斯说。
在地球上,能看到极光的地区在面积上大约和美国相当。木星的极光区,就像木星上的所有事物一样,都会大得多,大约相当于地球的五倍。
“但我们一直无法接近并真正观察这些过程,”科罗拉多大学(University of Colorado)研究天体物理和行星科学的教授、参与“朱诺号”探测任务的科学家之一弗兰·巴格纳尔(Fran Bagenal)在新闻发布会上说。“因此,我们便能把它们和我们在地球和土星上看到的情况进行比较。”
巴格纳尔表示,科学家好奇木星上的极光是否只是放大版的地球极光。“还是说我们必须真的回到基础物理学,弄清楚它到底是怎么回事?”她问道。
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