科学家发现了木星大红斑深处含有水的科学特征，这可能有助于解释木星的形成过程
近日，美国科学家利用望远镜等设施观测了木星标志性风暴“大红斑”，发现了大红斑深处水的化学特征。 为了支持这些结果，该团队使用了美国宇航局朱诺探测器提供的数据。 木星上有多少水？ 研究人员表示，需要更多观察才能找到答案。 “朱诺”号任务的科学家们表示：“木星上的水量将告诉我们很多关于木星如何形成的信息。”
本报记者 任志芳 编译
对木星的探索越来越深入
与登月相比，人类对木星的探索相对滞后。 直到1973年，人类才向木星发射了第一次太空任务，先锋10号探测器成功飞越木星。 当然，没有人类参与这项任务。
先锋十号于1972年3月2日发射升空，是人类派出的第一个前往木星附近进行调查的传教士。 它携带十多种仪器，可以执行多种观测任务。 经过一年零九个月的艰苦跋涉，先锋十号穿越了危险的小行星带，穿越了木星周围的强辐射区，于1973年12月3日与木星相遇。沿着木星赤道面，穿过距离13万公里的木星云层，拍摄了第一张木星照片。
随后的先锋11号，经过1年零8个月的长途飞行，于1974年12月5日抵达木星附近，并从距离木星左侧4.2公里处飞越木星北极。 当它穿过木星云层时，拍摄了300多张木星彩色照片，同时进行了各项科学调查。
为了进一步揭开木星的神秘面纱，美国于1989年10月18日发射了“伽利略”木星探测器，开始了对木星的专门探测。
伽利略由轨道器和子探测器组成。 1995年7月13日，伽利略子探测器与轨道器分离，同年12月8日以每小时17万公里的速度进入木星大气层。 在木星大气层长达75分钟的飞行调查期间，它将探测数据发送回运行在20万公里高度的轨道飞行器，然后轨道飞行器将数据发送回地球。 这是对木星大气层的首次现场测量。
从先锋十号到伽利略号小行星发现水迹象，人类对木星的探索始终转瞬即逝。 目前，我们对木星的认识仅限于一颗厚度为1万公里的行星，比地球大气层厚10倍。 木星大气层的主要成分是氢和氦，还有氨、甲烷等。由于木星表面温度约为-140℃，虽然氢和氦不会因寒冷而液化，但氨和水会冻结成水。粒子，形成木星厚厚的云层。 除了木星表面的条纹外，还可以看到椭圆形的“大红斑”，它的大小、颜色和位置都在不断变化。
早期木星探测器发回的木星表面图片引起了人类的好奇。 天文学家对木星的内部结构有两种看法：有的认为木星的大气层很厚，有的则认为木星的大气层和地球一样只有一层薄薄的层。
通过木星表面的遥感无法看到木星内部和深处的情况。 于是科学家想到利用探测器的飞行轨道数据获取木星的引力场数据来寻找木星大气环流的影响因素。
带着这个使命，“朱诺”号出发了。 “朱诺”号由美国洛克希德·马丁公司建造，NASA喷气推进实验室负责整个探测任务的运行。
木星距太阳超过6.4亿公里，是地球与太阳距离的五倍。 尽管距离太阳如此遥远，但朱诺号的供电系统仍然设计为由太阳能电池板供电，因此其能效设计要求极高。
2011年8月5日，“朱诺”号木星探测器发射升空。 它于2016年7月4日进入木星轨道。它每年可以绕木星运行大约32圈。 通过它的探测，科学家希望了解木星这颗巨行星的形成、演化和结构。
大红斑发现水的迹象
那么，朱诺号迄今为止给我们带来了哪些惊人的发现呢？
“朱诺”号木星探测器到达了此前航天器从未探索过的区域，对著名的木星风暴涡旋——大红斑进行了最新的数据收集和调查。
新华社资料图
大红斑是木星表面最著名的特征标记。 它实际上是一团逆时针方向运动的猛烈下沉气流，也就是巨大的风暴，但它的规模无论是在地球上还是在地球附近都是绝对不可能的。 正如你所看到的，它长约25000公里，上下12000公里，可以吞噬整个地球。 迄今为止，这场大风暴至少已经刮了200到350年了，但却从未停止过。 科学家们仍然不知道大红斑为何能存在这么久，以及它的“根源”在哪里。
科学家团队分析了探测器的观测结果发现，木星上的这场巨大风暴实际上从木星表面渗透到了极其深处：木星表面的气体旋转，形成了一个温度极高的大漩涡，从而导致了木星表面的出现。木星大红斑。 该涡旋被“植入”到木星内部极其深处，深度高达349公里，是地球海洋深度的50至100倍——以我们星球上的太平洋为例，平均深度超过4000米。
与此同时，研究人员还在大红斑中发现了水的迹象。 通过观察三个不同的云层可以得到证据，其中最深处的压力为 5 至 7 bar（巴，公制压力单位）。 木星的高度以条为单位测量，因为它没有类似于地球的固体表面可以测量高度。 科学家认为，在大约 5 到 7 巴（即 160 公里）的深度，那里的温度已??经达到了水的冰点。
研究人员认为，他们发现的三个不同云层中最深的确实是由冰冻水组成的。 此外，理论和计算机生成的模型都支持他们在木星上发现“丰富”的水。
但木星上有多少水呢？ 研究人员表示，需要更多观察才能找到答案。 “木星上的水量将告诉我们很多关于木星是如何形成的信息，”美国宇航局朱诺任务科学家斯蒂芬·莱文说。
此外，如果朱诺号未来的观测证实木星上存在水，并详细绘制水的分布和总量图，也可能有助于确定土星、天王星等天然气巨行星上是否存在水。
木星也有闪电小行星发现水迹象，它是地球闪电的复制品
除了大红斑之外，研究人员还初步揭示了木星闪电的成因。
自从1979年3月航海家一号探测器掠过木星以来，科学家们一直对木星闪电的成因感到困惑。 尽管科学家在几个世纪前就推测木星上存在闪电，但直到那次遭遇之后才证实了木星上闪电的存在。
旅行者一号发回的数据显示，木星上与闪电有关的无线电信号与地球上闪电产生的无线电信号在细节上存在差异。 但美国宇航局朱诺木星探测飞船任务小组的科学家发现，木星闪电实际上是地球闪电的复制品，尽管两种闪电位于相反的两极。
朱诺号航天器的高灵敏度仪器套件包括微波辐射探测器（MWR），它可以记录木星宽频谱的无线电信号。 朱诺号在前八次飞越期间收集的数据检测到 377 次闪电放电，其频率与地球上的闪电频率相同。
虽然这一发现表明木星的闪电与地球的闪电非常相似，但科学家也指出木星的闪电和地球的闪电仍然有很大的不同。 木星上的大量闪电活动发生在木星的两极，但不在赤道。 但这在地球上是不可能的。
这是因为木星绕太阳公转的距离是地球的五倍，因此接收到的阳光比地球少 25 倍。 虽然木星大气层中的大部分热量来自木星本身的热量，但这并不意味着太阳辐射毫无用处。 太阳辐射确实提供热量，木星赤道的加热程度超过其两极，与地球类似。