木星的闪电与地球的惊人相似
【菜科解读】
这位艺术家对木星北半球闪电分布的概念结合了美国宇航局朱诺木星轨道器上的朱诺相机成像仪的照片，并进行了艺术点缀。
来自美国宇航局朱诺任务的数据表明，木星上的大多数闪电活动都在两极附近。
(图片来源:美国宇航局/JPL加州理工学院/SwRI/朱诺卡姆)
据美国太空网（Sharmila Kuthunur）：一项新的研究发现，闪电在木星上像在地球上一样，噼啪作响地产生生命并演化。
40多年前，美国国家航空航天局的旅行者1号宇宙飞船首次发现了木星闪电，这种现象在地球上经常发生。
当时，这个被广泛使用的探测器探测到了持续几秒钟的微弱无线电信号——昵称为哨声——这是雷击造成的。
当时，这些闪电证明了木星是除了地球之外唯一一个炫耀闪电的行星。
然而，它们在气态世界中的进化已经困扰了科学家几十年。
现在，一个研究团队研究了美国宇航局朱诺飞船五年来的数据，该飞船自2016年以来一直围绕木星运行，发现木星闪电的发生方式与地球上相同。
新的观察表明，尽管这两颗行星在大小和结构上截然相反——我们的岩石行星比木星小得多，并且具有固体表面，而这是气体巨人所缺乏的——但它们都拥有相同类型的电风暴。
在地球上，闪电起源于湍流云内，向上的风将水滴带走并冻结成冰，而向下的风将这些寒冷的水滴推回云层底部。
在下落的冰与上升的水滴相遇的地方，电子从前者被剥离，导致云的底部带负电，顶部带正电，被绝缘空气隔开。
当这些电荷积累起来时，众所周知的闪电会在云内或者有时从云的底部射向地面。
先前的研究发现，在木星的大气中也有同样的过程。
虽然从远处看，地球上的闪电看起来像长而光滑的闪电，但研究人员知道，每个电火花实际上是由不同的步骤组成的。
每一步都发射出孤立的无线电辐射，对其的探测通常是了解雷雨云内部情况的唯一途径。
“目前还不清楚这种步进过程是否也发生在木星的云层中，”捷克科学院大气物理研究所的高级研究科学家Ivana Kolma ová告诉Space.com。
这是因为以前研究木星闪电的航天器——美国宇航局的旅行者1号和旅行者2号、伽利略号和卡西尼号——没有足够灵敏的仪器来捕捉详细的无线电信号。
然而，Juno上的Waves仪器收集的无线电辐射是它的前辈的10倍。
它通过采集间隔近1毫秒的闪电信号来实现这一点，这揭示了木星云层中的空气被充电并形成闪电的阶梯式行为——与地球上的方式相同。
“这项工作最具挑战性，也是最耗时的部分是在Waves仪器的记录中寻找闪电信号，”Kolma ová说。
Kolma ová和她的团队在新的研究中写道，在木星上，一个这样的闪电步骤可能跨越几百米到几千米长的任何地方，尽管很难用现有的Juno数据来证实。
虽然新的发现揭示了更多关于木星早期闪电过程的信息，但仍有许多问题有待揭示。
例如，虽然地球和木星的闪电方式相似，但这两个世界发生这些现象的地方却大不相同。
在这颗气体巨星上，大量的雷暴出现在中纬度和更高纬度地区，以及极地地区。
它们在这颗巨大行星的赤道上是不存在的，这与地球上的雷暴相反，那里靠近赤道的地区报告了最多的雷击。
“在地球两极附近，我们几乎没有闪电活动，”科尔马索瓦告诉Space.com。
"这意味着木星和地球雷云的形成条件可能非常不同。
"
木星上的闪电也是不平衡分布的，其北半球比其南半球遭受更多的雷击。
然而，其原因尚不清楚。
“我们也不知道为什么到目前为止我们还没有看到任何来自(大)红斑的闪电，”她补充道。
这项研究在周二(5月23日)发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文中进行了描述。
木星的核心？如果把木星的大气层全吹走，它会是什么样子？
木星见证了太阳系的成长，还利用自身的引力改变了太阳系内很多天体的命运，正因为如此，木星也被人们冠以太阳系教父的美誉。
科学家告诉我们，木星其实是一颗气态行星，它的体积可以装下整整1300个地球，而质量却只有地球的318倍。
在知道了这一事实之后，相信很多人都会对木星感到更多的好奇。
比如说：木星全都是气体吗？木星的核心是什么？如果把木星的大气层全吹走，它会是什么样子？其实只要我们了解了木星的前世今生，就可以知道这些问题的答案了。
目前科学界认同度最高的观点是，太阳系诞生于一片由上一代恒星遗留下来的巨大星云，刚开始的时候，星云中的所有物质都向中心聚集，并在引力作用下凝聚成原始的太阳。
随着自身重力的不断压缩，原始太阳内部的温度和压强也随之持续升高，当达到一定的程度后，在它的内部就点燃了氢的核聚变，整个太阳系从此绽放了光明。
在这之后，太阳产生的恒星风，阻止了原始星云的剩余物质继续向中心靠近，并驱使它们向太阳系外围扩散。
于是这些剩余的物质就开始围绕着太阳运行，变成了太阳系的原始行星盘，并逐渐演化成了现在的各种天体。
行星的成长过程，其实就是各种物质相互吸积并逐渐壮大的过程。
在这个过程中，富含重元素的固态物质总是最容易相互吸积的，而要吸积液态以及气态的物质，则需要很大的引力。
在靠近太阳的区域，很多挥发性物质如水、甲烷、氨等等会因为太阳的辐射而变成液体或者气体，从而向外逃逸。
但因为离太阳越远，温度就越低，所以当它们逃逸到了某个临界位置的时候，就会重新凝结为固态，并与附近的物质相互吸积，形成更大的天体。
木星的诞生点，就刚好在这个临界位置的外面一点，因此早期的木星就在短时间内收获了大量的物质，其自身的质量也迅速地增加。
更大的质量就意味着更大的引力，更大的引力就可以更高效率地吸收其他的物质。
仅仅花了300万年，木星就累积了超过4倍地球质量的物质，而在同一时间段内，太阳系内的各大岩石行星都还没有成形。
因为原始太阳系中的氢和氦的丰度远远超过了其他元素，所以当木星的引力达到了可以束缚氢和氦的程度之后，木星就一发不可收拾，从此成为了八大行星中毫无争议的王者。
值得一提的是，在很久以前，木星曾经向太阳系内部迁徙，后来又被土星的引力拉了回去，在这期间，木星又从内太阳系又掠取了大量的物质。
科学家推测，如果没有木星的这次迁徙，太阳系内的四颗岩质行星会比现在大得多，而且很可能在木星和火星之间还会存在一颗行星。
可以看到，在木星的内部，除了大量的氢和氦，还有不少构成岩石行星的物质，由于这些物质相对较重，它们就会在引力的作用下沉入木星的核心。
通过以上的认识，我们就可以清楚地知道，木星的核心其实还是岩质行星，如果把木星的大气层全吹走，我们将会看到一个超级地球。
#p#分页标题#e#好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`
超级木星现身宇宙，质量大得令人吃惊，最大的行星可以有多大？
然而这个称号仅限于在太阳系的范围内，其实在已知的宇宙中，还存在着质量比木星更大的超级木星。
超级木星现身宇宙，质量大得令人吃惊这颗超级木星与我们之间的距离大约为325光年，在天空中位于半人马座方向，其编号为b Centauri AB b，之所以会有这样一个奇怪的编号，是因为它同时围绕着两颗恒星公转，这两颗恒星分别被编号为b Centauri A 和 b Centauri B，它们一起组成了一个双星系统b Centauri。
上图为天文学家利用智利帕瑞纳天文台的甚大望远镜（VLT）获取到的直接图像，图像左上的明亮天体就是b Centauri双星系统，其总质量在太阳质量的6至10倍之间，右上那个的亮点是一颗背景恒星（就一打酱油的，我们不用去管它），右下的那个亮点就是b Centauri AB b了。
观测数据显示，b Centauri AB b与b Centauri双星系统的质心之间的平均距离约为560天文单位（这比木星与太阳的平均距离大了10倍有余），其质量是木星质量的11倍左右，要知道木星的质量是地球的大约317倍，也就是说，b Centauri AB b的质量相当于3千多颗地球。
不得不说，这颗超级木星的质量实在是大得令人吃惊，相信大家在对其表示赞叹的同时，也会好奇宇宙中还有没有比它更大的行星。
从理论上来讲，宇宙中最大的行星可以有多大呢？由于行星的体积可以因为其密度的不同而出现很大的差异，因此我们通常是以质量作为标准来衡量一颗行星的大小。
实际上，行星的质量是有上限的，因为行星的质量越大，其核心的温度和压强就越高，如果一颗行星的质量达到了木星质量的13倍左右，其核心就会启动氘（D）的核聚变，从而演化成一颗褐矮星。
褐矮星不属于行星，它们是一种质量介于恒星和行星之间的天体，当其质量进一步增加到木星质量的80倍左右的时候，其核心就会启动氕（H）的核聚变，从而演化成标准的恒星——红矮星。
（注：氕和氘都是氢的同位素，氕的原子核只有一个质子，氘的原子核由一个质子和一个中子构成，在宇宙中的氢元素中，有大约99.985%都是氕）由此可见，从理论上来讲，就算是宇宙中最大的行星，其质量也不会超过木星质量的13倍，如果超过的话，它就会演化成其他类型的天体，而不能称之为行星了，因此可以说，前文所言的那颗超级木星，其实已经接近这个质量上限了。
看到这里，可能有人要问了：如果某颗行星的构成物质中没有氢元素，那它岂不是就没有这种质量限制了？一颗星球的形成是一个由小到大的过程，首先是重元素（或者固体颗粒）不断地凝聚，当其质量达到一定程度时，就可以通过引力来吸积更轻的元素，一切顺利的话，其质量就会越来越大，引力也会随之不断增强，可以吸积的物质也就越来越多，在星云物质足够多的情况下，星球的质量就会迅速增长。
#p#分页标题#e#上图为宇宙元素丰度表，按质量来计算，氢元素占据了73.9%，氦元素占据了24%，余下的2.1%则是其它的元素，要知道恒星和行星都是形成于原始星云之中，而原始星云中的元素丰度其实与宇宙元素丰度等同，也就是说，在形成恒星和行星的原料中，氢元素永远是占绝大多数。
这就意味着，宇宙中的那些质量达到一定程度的天体（不管是行星还是恒星），其物质成分必然是以氢元素为主的。
那么问题就来了，像地球这样的岩石行星，为什么没有像气态行星那么多的氢元素呢？其实这与太阳有关。
地球形成的位置距离太阳较近，太阳的热量会使其附近区域的氢、氦以及各种挥发性物质（如水、氨、甲烷等）只能以气态的形式存在，与此同时，太阳释放的恒星风还会不断地将这些气态物质吹向更远的地方，因此在这片区域中，只有较量的重元素能够凝聚，这样就造成了像地球这样的岩石行星先天不足，其引力也就不足以吸积氢气了。
好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`
