木星上也有水？来看看NASA“朱诺号”探测器的最新发现

美国航天局“朱诺号”航天器上的JunoCam成像仪捕捉到了这张木星赤道南部区域的照片。

该图像是定向拍摄而成的，因此木星的两极（不可见）从左至右分布在框架内。图片来源：ASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M.Gill

这项任务首次公布了关于木星大气中水含量的数据流，这是自1995年美国航天局的伽利略号任务以来，首次发现该气态巨行星上存在水。美国航天局的朱诺号任务首次提供了关于木星大气中水含量的科学结果。最近发表在杂志《自然天文学》上的朱诺号探测结果估计，在木星赤道处水约占大气分子的0.25%，几乎是太阳的三倍。这是自1995年美国航天局的伽利略号任务提出和太阳相比木星可能是极其干燥的（这个对比并不是基于液态水，而是基于液态水中存在于太阳中的氧和氢）以来，首次发现该气态巨行星上含有丰富的水资源。

几十年来行星科学家们一直希望能准确地评估木星大气中水的总量。气态巨行星的这个数据代表了太阳系形成之谜中一个重要的缺失部分。木星很可能是第一个形成的行星，并且它包含了大部分没有被太阳吸收的气体和尘埃。

关于它的形成理论是根据地球所吸收的水量而决定。水的丰富度同样对这个气态巨行星的气象(气流如何在木星上流动)和内部结构具有重要意义。尽管由旅行者号和其他探测器在木星上所探测到的闪电——一种典型的由水气引起的现象——暗示着水的存在，但对木星大气层深处的水的量的准确估计仍是难以做到的。

在这张木星赤道区域的由JunoCam拍摄的照片中出现了厚厚的白云。在微波频率下，这些云显得很透明，这使得朱诺探测器的微波辐射计可以测到木星大气层深处的水。这张照片是在2017年12月16日朱诺号飞越木星时所拍摄的。

1995年12月，在“伽利略”号探测器向木星表面下降后，向地球进行了一次长达57分钟的数据传输，它用无线电发出了分光计的测量数据，测量了这颗气态巨行星大气中深度约为75英里(120公里)处的水的量，那里的大气压达到了每平方英寸约320磅(22巴)。研究这些数据的科学家们失望地发现，水量比预期少了十倍。

更令人惊讶的是:在测量到的最大深度下，伽利略探测器测量到的水的量似乎仍在增加，这个深度远低于理论认为大气应该很好混合的深度。在混合良好的大气中，整个地区的水的量是恒定的，更有可能是代表全球的平均水平;换句话说，它更可能是整个木星的水的量的一个体现。但同时结合地面望远镜获得的红外线地图，结果表明探测任务可能只是运气不好，在木星上采集了一个异常干燥和温暖的气象点。

圣安东尼奥西南研究所朱诺号木星探测器的首席研究员斯科特·博尔顿说：“正当我们认为我们已经解决了问题时，木星提醒我们还有很多东西需要了解。” “朱诺号木星探测器有令人惊讶的发现：即使在云层以下，大气也没有充分混合在一起，这是我们仍在尝试解决的难题。没有人会猜到整个星球水的含量变化会如此之大。”

从高空测量水的含量

朱诺号木星探测器于2011年发射了一颗旋转式太阳能航天器，由于已经有了伽利略探测器的前期经验，这艘航天器的主要目标定在测量木星上大部分区域的水的丰度。这次深空探测运用了一种全新的微波辐射计（MWR），它能用超过6根天线同时测量多个高度的大气温度。微波辐射计利用水吸收一定波长的微波辐射这一事实，这与微波炉快速加热食物的原理相同。由于水和氨都能吸收微波辐射，因此所测得的温度能够用于推测深层大气中的水和氨的含量。

朱诺号木星探测器的科研团队收集并分析了前八次飞行器环绕木星搜集的数据，得出了这个发现。他们开始时把目光集中在木星的赤道区域，因为在赤道，即使在很深的地方，大气也比其他地方混合得充分。

从它的轨道高度来看，辐射计也能够收集到比伽利略探测器更深处50千米的大气信息,那里的气压大约480帕斯卡。

“我们发现木星赤道地区实际上的水含量比伽利略测量器所测出的要多，”来自加利福尼亚大学伯克利分校的朱诺科学家程立说。“因为木星的中纬度地区是非常特别的，我们还需要将这些测量结果与其他地区的水含量进行对比。”

向北

朱诺号木星探测器的五十三天轨道正在按预期缓慢的向北移动，它的每次飞行都使木星北半球的区域更加清晰。科学家团队已经迫不及待看到木星的大气水含量是如何随着纬度和地区变化的了，以及通过富气旋极点可以让他们了解到这个天然气巨头的全球水资源的丰富程度。

朱诺号对木星的第24次科学飞行发生在2月17日。下一次科学飞行定于2020年4月10日。

“每次的科学飞行都是一次重要的探索。”博尔顿说，“木星上总是会有新的发现。朱诺木星探索器教会我们一件重要的事：我们需要通过和一个星球的近距离亲密接触去检验我们的理论。”

美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气实验室负责为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特博尔顿执行朱诺任务。

朱诺是美国宇航局新疆计划的一部分，该计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔航天飞行中心，为美国宇航局科学任务局管理。

意大利航天局提供了木星红外极光图和Ka波段翻译系统。

洛克希德·马丁公司在丹佛建造并控制太空船。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.V，青春如此不羁，吟游诗人沙丘，流淌的血液蕴含狠的气息，Am   I   Wrong？-nasa

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1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自：https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-033

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