科學家小組正在模擬構造木星大氣層

據美國太空網站報道，在美國亞特蘭大市中心的一個屋頂上，一支科學家小組正在模擬構造木星大氣層。他們的研究結果將幫助天文學家理解美國宇航局“朱諾”航天器2016年返回地球的木星觀測數據。使用業余望遠鏡便能觀測到木星的云層帶和大紅斑，但是木星大氣層的構成元素卻很難探測到。8月5日，朱諾航天器成功發射升空，踏上5年木星勘測征途。該航天器通過多個科學儀器進行觀測，有望幫助科學家更好地理解木星這顆太陽系內大行星的起源之謎和構成元素。

模擬木星大氣層

作為太陽系內大的行星，木星很可能是首顆環繞太陽的氣體灰塵行星，關于它過去歷史的重要信息將是揭曉包括地球在內其它系內行星早期歷史和結構形成的關鍵線索。

但是木星卻緊緊保守著大氣層的秘密，木星輻射帶阻擋了提供低大氣層詳細狀況的低頻射電波，此次朱諾航天器將繞道避開輻射帶克服觀測上的障礙。當朱諾航天器 抵達木星，它的微波探測儀(MWR)將深度研究行星大氣層，其6個波段微波將穿透木星大氣層(5000公里以上的厚度)。這將使航天器探測返回關于不同高 度大氣層的詳細信息。但是沒有對比參照，即使朱諾航天器勘測到大氣層的信息，也無法進行破譯解釋。

目前，科學家對木星大氣層進行了模擬，模擬實驗主要使用的是一個加壓爐，爐內氣體處于特定的溫度和壓力下，科學家能夠測量朱諾航天器預計記錄木星的不同狀 況信息。美國喬治亞理工學院的保羅-斯特費斯(Paul Steffes)說：“在這個模擬器中，我們可以混合不同‘**’成份來模擬木星大氣層。”

斯特費斯和同事模擬了5000多種不同氣體，通過改變溫度和壓力使其更接近于木星大氣層中可能發現的氣體。每一種潛在信息將備案記錄下來，當朱諾航天器開 始傳送木星大氣云層的詳細資料時，科學家將把模擬狀況信息與航天器觀測數據進行匹配，從而鑒別木星不同區域的大氣組成成份。這項模擬實驗已幫助科學家鑒別 出其它行星的大氣層。

斯特費斯說：“我們的研究結果已用于解釋卡西尼探測器對土星的射電觀測信息，甚至包括更早期航天器儀器的觀測數據，比如：對天王星和海王星進行觀測的‘旅行者號’星際探測器。”

穿透木星大氣層迷霧揭曉秘密

科學家希望透過木星大氣層迷霧揭曉一些至關重要的問題，例如：木星大氣層中存在多少水蒸氣。這將幫助科學家進一步理解多少水資源存在于富含氫的太陽系中。

關于木星是否存在水是一個具有爭議性的問題，此前有關科學報道稱木星存在水資源的消息具有不一致性。當蘇梅克-列維彗星碰撞在木星表面，濺出氧分子暗示著大氣層中富含水分，但之后的勘測數據卻否認了這項發現。

斯特費斯說：“1995年，伽利略探測器在木星發現一些水資源，但是所在位置卻位于非常干旱的區域，且并不代表整個行星都分布水資源。”此后天文學家便致力于探測木星大氣中含有多少水蒸汽，但迄今為止天文學家們一無所獲。

當朱諾航天器進入木星軌道將完全改變，通過使用模擬器建立的參考數據，朱諾航天器的微波探測儀不僅能發現水，還能確立水資源所在的具體海拔位置。斯特費斯說：“該航天器的微波探測儀將呈現整個星球水資源的詳細情況，它將掌握木星形成的關鍵性信息。”