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木星的闪电与地球的惊人相似

时间:2026-01-24来源:网络作者:小菜点击数:
简介: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

【菜科解读】

  

木星的闪电与地球的惊人相似

  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。

作为太阳系中最大的行星,木星究竟有多大?

我肯定你有听说过木星是太阳系里面最大的行星,但是究竟木星有多大呢? 就大小而言,木星的赤道直径为142,984千米(88,846英里)。

与地球相比,它是地球直径的11.2倍。

但它却只有太阳直径的10%。

木星的体积为1.4312810^15 立方千米,足以容纳1321个地球大小的行星,并且还有许多剩余空间。

图解:木星是太阳系中最大的行星 木星的表面积为6.217961010 平方千米,比地球多122倍。

最后木星的质量为1.89861027千克, 足足相当于318个地球。

实际上,木星比太阳系中其他所有行星加起来的质量还要大2.5倍,不过,太阳是占了太阳系质量的99.9%。

毫无疑问木星很大,但是也不用担心木星会变成恒星,它还需要外加80倍的自身质量才能够点燃发生核聚变。

最近我们写了几篇关于木星的文章,这一篇是关于在木星上出现了撞击的文章,一篇是关于木星如何在太阳系中保护我们的。

图解:地球的守卫者——木星 如果您想了解更多有关木星的信息,可以查阅哈勃网站关于木星的新闻稿,这是美国宇航局太阳系探索指南里面关于木星信息的链接。

我们还录制了一整集有关木星的《天文演员》。

这是第56集:木星。

图解 : 哈伯太空望远镜的WFC3相机于2014年所拍摄到木星的真实色彩影像,可清楚看见木星南半球的大红斑 木星的质量是太阳系其他所有行星相加起来的2.5倍。

因为它是如此之大,以至于太阳系的重心坐落于太阳表面上方,从太阳中心起在太阳半径的1.068倍处。

木星比地球大得多,但密度却比地球小得多,它的体积大约相当于1,321个地球那么大,但质量只有地球的318倍。

木星的半径大约是太阳半径的1/10,质量是太阳的1/1000,所以两者的密度相近。

我们通常使用“木星质量”(MJ或MJup)为单位来描述其他物体的质量,尤其是太阳系外行星和褐矮星。

因此如系外行星HD 209458b的质量为0.69 MJ,而仙女座kb的质量为12.8 MJ。

图解:木星的大小比太阳小一个数量级(0.10045),但仍比地球大一个数量级(10.9733),大红斑大约有二到三个地球大(数量级相同) 理论模型表明,如果木星的质量比现在大得多,那么它的体积将会缩小。

对于较小的质量变化,木星半径不会发生明显改变,在大约500M⊕地球质量(1.6木星质量)以上才会有较大变化,在质量增大的情况下,木星内部受压,其体积将会缩小 。

因此,木星现时的直径被认为是与其的构成和演化史所能达到的最大值。

而随着质量的增加,收缩的过程将一直持续下去,直到质量能达到形成明显的恒星并能使其点燃为止,大概是50个木星质量的高质量褐矮星。

图解:木星在不断向外辐射热量 尽管木星需要大约75倍的质量才能融合氢并成为恒星,但最小的红矮星的半径仅比木星大30%。

尽管如此,木星散发的热量比它从太阳吸收的多。

它内部产生的热量接近它所接收的总太阳辐射。

这些额外的热量由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生。

这个过程导致木星每年收缩将近2厘米。

木星刚形成时温度比现在更高,直径大约是当前的两倍。

相关知识延伸阅读 木星是太阳系从太阳向外的第五颗行星,并且是最大的行星。

古代的天文学家就已经知道这颗行星,罗马人以他们的神称这颗行星为朱庇特。

古代中国则称木星为岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故。

到西汉时期,《史记‧天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现岁星呈青色,与“五行”学说联系在一起,正式把它命名为木星。

参考资料 1.维基百科全书 2.天文学名词 3. LeungManKit- universetoday 如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

神秘!宇宙最恐怖的十大星球,科学家揭开另类外貌

自20世纪90年代发现第一颗系外行星以来,科学家们已经发现了数千颗太阳系以外的行星,这个数量还在不断增加中。

这些系外行星种类繁多,从覆盖着熔岩浆的海洋到极端温度,从全是钻石组成到深度冻结,有些行星在黑暗中游荡在宇宙,有些行星的年限很长,一年相当于地球的90万年。

这些奇奇怪怪的星球为科学家们揭开了宇宙的另类样貌。

WASP-12b:吞噬光的星球 大小:1.8个木星 轨道周期:1.1个地球日 这颗行星是“一个黑暗的、注定要毁灭的星球。

” 首先,这颗行星WASP-12b表面可吸收94%的光线,因此它的外观看起来是黑漆漆的,就像沥青一样黑。

其次,这颗行星的寿命很短(按照天文单位来评估)它的母恒星正在以每年189万亿吨的速度消耗这个可怕的行星。

按照这个速度,这颗系外行星将在未来1000万年内被恒星完全吞噬。

艺术家想像WASP-12b被WASP-12吞噬的景象 这也是科学家第一次如此明确观测到行星可能被母恒星吞噬这样的事实。

极端的重力导致巨大的潮汐力,这颗行星被拉伸成鸡蛋的形状。

CoRot-7b:两个极端世界 大小:1.7个地球 轨道周期:20小时或0.9个地球日 年龄:15亿岁 CoRot-7b是太阳系外发现的第一颗岩质行星与地球最相似(绝大多数太阳系以外的行星都是气态的)。

它与恒星的距离是地球与太阳距离的60倍。

因此,这颗行星经历着异常强烈的日出,白天它的温度高达1500摄氏度,这个温度足以融化和汽化岩石。

而另一半则严寒,温度低至-176摄氏度。

更令人惊奇的是这颗行星被锁定在一个固定的位置上,所以它的一面总是向着太阳,而另一面总是背对太阳,这颗行星就像是两个极端的世界,星球上存在生命的概率为零。

GJ 436b:违反物理定律的行星 大小:约与海王星一样大 轨道周期:2.6个地球日 距离地球30光年的地方有一颗GJ 436 b行星,这颗行星有一条气态的尾巴。

这颗行星表面的温度大约为438摄氏度,热到足以蒸发水。

但是其内部气压非常大,因此其表面上的水蒸气又会凝结成冰或水。

也就是说,GJ 436 b是一颗燃烧的冰的行星。

不过和地球上的冰不一样的是这个星球上的冰具有更密集排列的晶体结构,它是由于行星核心的强大引力而形成的。

55 Cancri E -钻石星球 大小:约2个地球 轨道周期:18个小时或0.7个地球日 巨蟹座55e是迄今为止发现的密度最大的固态行星。

它的质量和密度分别是地球的7.8倍和2倍。

巨蟹座55e与地球的比较 巨蟹座55e又被认为是一颗碳行星。

具有极端热量和压力的碳基大气将这颗系外行星的三分之一压缩成钻石。

据估计这颗行星目前的价值为26.9百万美元(1百万美元为10³⁰)。

这个星球的表面是不适合居住的,因为它被熔化的熔岩所覆盖。

当表面的熔岩反射到星球的黑暗面时,这个世界的天空会闪闪发光。

这颗行星只有一面面向恒星,另一面是完全黑暗的。

Kepler-16b:太阳落山两次 大小:体积和土星相当 轨道周期:229个地球日 开普勒-16b是开普勒望远镜发现的第一颗环绕两颗恒星的行星。

也就是说如果你能站在它的表面,你能看见有两个太阳。

卢克·天行者的家乡行星塔图因 这颗行星主要由岩石组成,它位于两颗恒星的 "宜居区 "之外,虽然可能存在液态水,但是它的恒星比我们的太阳更冷,所以这颗行星可能很冷,使得星球上可能没有生命。

TYC 8998-760-1 b:母恒星还是个baby 大小:3个木星 轨道周期:2063.1年 这颗行星的恒星大小与太阳差不多,但是它极为年轻大约只有1700万年的历史,相当于恒星中的婴儿。

这意味着TYC 8998-760-1 b行星也是刚刚形成的,因此,它能发出强大的光芒从而被地面望远镜探测到。

NASA将这颗行星归类为褐矮星,这意味着它既不是一颗恒星,也不是一颗行星。

褐矮星是一个神秘的世界,关于它们的属性和外观有许多未解之谜。

它们的质量太大,不能成为行星,但又不够大,不能成为恒星。

TOI-849 b:被母恒星吹的底裤都没了 大小:0.6个木星 轨道周期:0.8个地球日 TOI 849 b行星于2020年被发现,它的质量是地球的40倍,距离地球700多光年。

它离自己的恒星十分的近,围绕恒星一周只需要不到一天的时间。

这么近的距离也就意味着它会遭受母恒星的辐射,因此或多或少会失去一些大气。

结果,这个行星的大气却被恒星的强烈辐射吹得一干二净。

按照天文学家的推论,这颗行星在形成时应该吸收大量氢和氦,然后继续成长为类似木星、质量达地球数百倍的系外行星。

然而在数据中,科学家们看不到任何气体,从严格意义上来讲这已经不是行星,而可能是巨行星被剥离气体后裸露的巨大内核,这是迄今为止天文学家见到的第一次。

Ogle-2005-Blg-390lb:冰冻的荒原 轨道周期:10年 Ogle-2005距离地球约2万光年,它位于银河系的中心位置。

这颗行星曾被认为和地球十分相似,它有岩石核心,并拥有一层稀薄的大气。

不过它的恒星温度比太阳较低,且它离自己的恒星又太远了,所以这颗行星的表面都覆盖着一层厚厚的冰,包括冰川和巨大的冰山。

它的表面温度为零下220摄氏度,是宇宙中已知的最冷的系外行星之一。

在这样的温度环境下,地球上的水、氨、甲烷、氮气等液体和气体,只要搬到这颗行星上,它们将会被凝固。

Hat-P-7b:下红宝石和蓝宝石雨的星球 大小:16个地球 HAT-P-7b 位于天鹅座内,距离地球约 1000 光年。

天文学家们在这颗行星上检测到了强大的风向变化迹象--强风环绕着行星,将巨大的堆积云层从夜间一侧推送到白天一侧,然后消失。

这是首次在太阳系外的气态巨行星上探测到天气。

行星的云层中含有丰富的氧化铝,它是形成红宝石和蓝宝石的刚玉物质。

因此,当这个星球在遭受猛烈的风暴时,天空中也可能在噼里啪啦地下着红宝石和蓝宝石雨。

致命的X射线折磨 轨道周期:8.5天 这颗名为AU Mic b的行星是在2020年被发现的,它距离地球不到32光年,是天文学家观察到的最年轻的行星之一。

它的恒星脾气特别大,它将AU Mic b行星囚禁在一个隐约可见的幽灵尘埃盘中,并不断地用致命的 X 射线和其他辐射来折磨它,任何生命都无法在此生存。

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