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【原】太阳系内的千年老二,做了五十年的路人甲,终于做了两回主角

来源:用户 星辰大海... 收藏 编辑:从小磊

木星应该除了太阳和月亮以外人类看到其圆面的第三个天体,当伽利略将望远镜指向木星时人类的视野瞬间从肉眼观测的时代升级到了光学望远镜时代。数百年以来人类对于木星总是无比着迷,巨大的木星红斑与迷人的条纹更是趋之若鹜。而且所有前往太阳系外行星的探测几乎都会路过木星,甚至我们可以这样说,木星太阳系中最大的路人甲。

哈勃拍摄的木星紫外波段照片

木星探测史

木星是距离太阳第五近的行星,轨道距离约在5.2AU,木星是一颗长残了的恒星,如果物质足够,它将成长为一颗恒星,可惜作为行星老大的木星永远只能做太阳系里的老二。第一个路过木星的探测器是先驱者10号,第二个是先驱者11号,第三个是旅行者1号,第三个是旅行者2号。

比较有意思的是旅行者一号和二号,一号先飞跃,这符合常理是吧,但其实是旅行者二号提早半个月发射的,但旅行者一号速度比二号更高一些,它在火星外侧的小行星带超过了二号,成为了第三个造访木星的探测器。

木星整整做了5次路人甲,在1995年它终于卸掉太阳系内最大的路人甲称号,迎来了它作为主角的时代,伽利略探测器是专门为了木星探测而来。在1989年10月18日被亚特兰蒂斯号航天飞机带上近地轨道伽利略告别地球,并于6年后进入木星轨道,展开了为期7年的观测任务,最终为避免污染木卫二,在2003年9月21日冲入木星大气层,为探测木星大气层做了最后一次贡献。

这里不得不提一下伽利略探测的悲剧事件,它的高增益天线由于冷焊无法在展开,结构就是导致它的传输速率大大降低,不过后来改善了压缩算法,最终伽利略还是圆满的完成了任务。

伽利略可控坠毁后,木星又成了路人甲,除了2007年2月28日新视野号飞掠木星后,一直到了朱诺号2016年7月5再次造访木星。比较有意思的是朱诺号还带了向伽利略致敬的徽章!

这个铭牌是意大利太空总署提供,上面的文字是伽利略1610年1月的木星观测手稿以及伽利略的肖像。另外三个乐高人偶像,分别代表伽利略、朱庇特(罗马神话的木星之神)以及他的妻子朱诺,因为这颗探测器就是以朱诺命名的。

要注意下的是朱诺号探测器原本计划的观测周期是20个月,但它现在还在轨道上继续运行,并且打算观测到2021年后再受控坠毁。

木星的可怕之处

木星的直径约为139822±12 km,它的质量约为太阳系出太阳以外所有行星的2.5倍,木星最可怕之处:它的大气压也许是大家第一个能想到的,因为木星是一颗气态巨行星,从外到内没有一个明显的界面,因此掉入木星会一直沉到被压碎为止。

大红斑应该是各位能想到的第二个可怕的地方,大红斑南北宽度:14000千米,大红斑东西长度:20000~30000千米,边缘风速高达120米/秒。从伽利略时代到现在,虽然规模有些减小,但从未停息。

大红斑下的木星云层想象图

木星巨大的质量导致它的逃逸速度高达59.5 km/s,简单的说人类到现在为止,只有那个传说中达到了最高速度的核弹发射井井盖能从木星逃逸(70km/s),其他就不要指望了,能下去但绝对上不来,因为以人类这点微末道行还制造不出能够加速到60km/s的飞行器。

木星真正的可怕之处并不在于其表面,而是在其看不到的地方,比如木星超强超大的范艾伦辐射带

早在伽利略探测器时代就在木星环与高层大气之间新发现一个超强辐射带,与地球周围的范艾伦辐射带类似,但强度是范爱伦辐射带的10倍左右,其中还有高能的氦离子。

因此朱诺以一条怪异的轨道穿过木星的超强辐射层,它的近木点距离只有4300千米,而远木点这超过木卫四的轨道(188万千米),这个目的就是为了穿过木星磁层之间的间隙,并且尽可能少在这个区域逗留,因为这是一个被称为木星微波炉的地方。即使在地球上的近地轨道上,航天器也尽量避开地球的范艾伦辐射带,比如国际空间站就在400千米左右的轨道运行。

范艾伦辐射带:指在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的高能粒子辐射带,主要由地磁场中捕获的高达几兆电子伏的电子以及高达几百兆电子伏的质子组成,地球的范艾伦辐射带分为内层(1500-5000km)外层(13000~20000km)

木星作为路人甲的贡献

不知各位有没有发现,所有路过木星的探测器动机都是不纯的,“无事献殷勤,非奸即盗”是对这些探测器最好的形容,因为它们都是去揩油的,都想利用木星的公转速度以及它巨大的引力来一次引力弹弓,这就是它们路过木星的真正目的。

这副GIF动图就很好的解释了为什么可以利用行星的引力来加速(引力弹弓),担任也可以变轨与减速,而其中最经典的是莫过于旅行者二号探测太阳系所有外行星的故事,利用行星的引力弹弓一颗颗接力下去,一直到冥王星,优点是节省燃料,缺点是有点耗时间,因此2006年发射的新视野号,就只利用了一次木星的引力弹弓就直接前往冥王星,因为它的速度够快,时间更重要。

另外各位可不要忘记了木星作为太阳系最大的行星,也是挨炮最多的行星,毕竟它的个头放在那里,其引力可是俘获了不少小行星的“芳心”,称为绕其运行的卫星,当然这个一不留神来个璧咚或者满怀也是非常正常的事情。

另外法国几位天文学家还折腾出了一个尼斯模型,认为木星刚形成时木星轨道还要靠外,但由于轨道共振的关系木星轨道渐渐迁移到了现在的轨道,而这个扰动给内行星带来了数不清的彗星,听说地球的海洋就是那会打下的基础。

所以,木星可怕吗?

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太阳占太阳系原质量的百分比为多少

答:太阳占太阳系总质量的99.86%。 太阳质量大约是2×10^30千克(地球的330,000倍)、水星质量 3.30e23 kg,金星质量 4.869e24 kg、地球质量 5.976e24 kg、火星质量 6.4219e23 kg、木星质量 1.900e27 kg、土星质量 5.688e26 kg、天王星质量 8.686e25 ...

太阳系和银河系的总原子数,分别是多少?

答:如果你说的是(原子),那无解。如果说的是恒星和行星,天文学家估计,银河系内大约有恒星2000亿颗 至于行星,这恐怕没有底了,行星因为质量比较小(大约12倍木星质量就不是行星了,而是褐矮星,就是行星了),在如此远的距离恐怕不太容易被发现...

太阳系内的天体围绕太阳运转的原因

答:15世纪,牛顿为了解释“太阳系内的行星为什么会围绕太阳旋转”,所以发现了万有引力(引力的大小跟物体的质量以及距离有关) 但这只是解释了有这样一种现象,但并没有解释万有引力是怎么发生?这就好比说,如果你的质量够大的话,你就能隔空控物,但...

地球是太阳系中一颗特殊行星的原因是

答:地球和火星正好位于太阳系当中的宜居带内 而地球上又有水 恰好地球上又有生物 所以地球是太阳系中一颗特殊行星。

太阳系是不是宇宙中的一个原子

答:物理上说,太阳系是宇宙中的一个恒星8个行星还有许多的小行星彗星等天体组成的,而这些天体都是由原子组成的,如果用来比喻的话,宇宙之大,太阳系这么小,如果把宇宙比喻为一个足够大的物体,太阳系也就是组成这个物体的一个原子

太阳会不会只是太阳系这个原子的原子核

答:个人观点:我觉得很有可能,只是我们和原子核不是处在同一个级层所以无法想象,我在想,如果把太阳系的体积缩小到原子那么小,把一个太阳系的生命周期缩小到和原子一样,那么太阳系就是一个原子了;所以我觉得应该能够在自然界中找到一种原子,...

一道地理选择题 太阳之所以成为太阳系的中心天体,...

答:A只是显现而不是本质。 因为太阳有巨大的体积和质量所以太阳系中的其他天体才绕太阳运转。

为什么?太阳之所以成为太阳系的中心天体,最主要...

答:星球质检是存在相互的引力的,引力的大小与星球的质量等因素有关。所以说太阳是因为巨大的质量才成为太阳系的中心天体

地球与太阳系的其它行星不会相撞,是因为什么原因

答:太阳的引力控制行星在自己的轨道旋转

太阳系原来只有八大行星,冥王星为什么不算了?

答:在法国天文学家奥本发现了距离太阳十分遥远的海王星之后,人们更加认定太阳系还存在着其他隐藏的大行星,因为光线无法到达,我们无法看清它们的真容。 人们这么想是有理论证据的,因为我们的太阳实在太庞大了,它的体积竟然是其他所有行星加起来...

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