20.15. 木星

木星

在旅行者号之后,木星在90年代被重新访问。伽利略任务的主要目标是穿透木星大气层。该航天器于1989年10月13日发射,1995年12月7日将探测器与轨道飞行器分离。探测器进入时的初始速度约为10.6万公里/小时(65868英里/小时),但随后由于大气摩擦以及展开的降落伞,速度大大减慢。它传输数据57分钟,下降超过150公里(93.2英里),在150°C左右的温度下,压力超过24巴(23.7 atm)。它没有遇到厚重的云层,几乎没有检测到氧气或水。氦和氖的含量低于预期。总体数据表明,探测器可能进入了一个异常热点,云况异常。当它观察木星时,轨道飞行器发现了大雷暴、降雨和一些闪电的迹象。该轨道器还监测伽利略卫星,对其表面进行特写,使其超过旅行者的表面。

我们的旅程从木星开始,这张照片显示了旅行者1号(上图)拍摄的全盘图像,增强后显示了各种色调和伽利略航天器拍摄的(下图),这更接近于这颗行星大气表面的真实颜色。

|彩色旅行者1号木星的全盘图像。|

|伽利略全盘彩色木星图像。|

最明显的特征是色带(来自化学反应),其中较深的红棕色被称为 腰带 (低压大气运动)(温度在-147°C左右)越轻,越蓝 地带 (高压)(温度约-154°C)。在木星的北半球,速度高达600公里/小时(420英里/小时)的喷射风向西吹向区域南部和带北部,向东吹向区域北部和带南部;这在南半球是相反的。全球云台包括一层氨冰晶外层,在一层上面含有少量的亚硫酸氢铵(nh:sub:4sh),在下面可能还有一层水冰晶层。带内的上升流可能使NH4 通过与阳光的光化学反应,sh(可能也包括磷化合物)变成较暗的红色。该剖面图描述了木星大气中的压力-温度组成关系:

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木星大气层的一个标志是显著的大红斑(GRS),这是一个椭圆形的特征(25000 x 12000公里)。 [15500 x 750英里] )这种现象至少在17世纪被望远镜发现后一直存在。GRS是一种由热对流引起的高压扰动,其携带的气体比周围环境高出8公里(5英里),从而使其冷却;其反气旋风(在南半球)在通过这些带时逆时针移动。GRS将在6天内完成一次完整的轮换。下面的假彩色视图是一个旅行者对GRS的特写,其中红色和蓝色滤镜的图像相对于绿色增强,这也有助于强调它周围的一些漩涡和羽流。红色区域比蓝色区域高出木星大气层的水平面,后者看起来像一个准表面。

|伪彩色旅行者图片特写木星上的大红斑。|

带和对流羽流显示出与这些大气特征假设的模式大致相关的温度差异。这一相关性在下面的伽利略轨道器的一段波段和点的视图中很明显,在这段波段和点中,由光偏振仪得出的温度分为较热(黄色)和较冷(橙色-红色-黑色)两个区域。

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|伽利略轨道器的一段光旋光波段和光斑的照片,其中温度分为较热(黄色)和较冷(橙色-红色-黑色)两个区域。|


木星大气层不仅是动态的和湍流的,而且是带电的,从下一张照片中可以明显看出,这张照片显示了闪电般的放电,这张照片是轨道飞行器在观察木星外层大气的夜间面时拍摄的。这是在另一个星球上第一次看到可见的闪电。

|伽利略轨道飞行器图片显示了木星大气中的闪电。|


轨道飞行器还观察到北极和南极的极光效应。下面的视图显示了伽利略可见的这颗行星的图像,上面有两个叠加的插页,它们是用航天器上的紫外线照相机制作的。

|通过伽利略轨道器上的紫外照相机可以看到木星两极的极光效应。|

紫外线极光是由最里面的卫星木卫一发出的激发离子和电子产生的辐射产生的,木卫一是在火山活动(见下页)期间释放的,而木星的磁场是在极地区域捕获和集中的。

木星的环系统比土星的环系统更模糊,这在旅行者号的照片中很明显。

|航海者的木星环图像。|

环的内边缘从离行星中心约123000公里(76432英里)处开始。它的细小颗粒,仍然是有效的阳光反射层,形成一个连续的带,宽约5200公里(3231英里),厚约30公里(18.6英里),没有明显的间隙。

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
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