Juno 發現木星赤道部位比預期更為扁平

數十年來,科學家們一直相信他們對於木星的大小和形狀有著可靠的理解。然而,這一認知現在正在被修正。根據美國國家航空暨太空總署(NASA)Juno 太空探測器的最新數據,以色列魏茲曼科學院的研究人員對這個太陽系中最大的行星進行了最精確的測量,顯示木星的大小略小於早期的估計,且形狀更為扁平。這一修正源於分析 Juno 發送的無線電信號在木星背後彎曲和扭曲的情況,這些微妙的變化使科學家能夠以空前的精確度計算行星的尺寸,從而修正了自上世紀 70 年代以來幾乎沒有變化的測量數據。

在此之前,木星的形狀僅基於 NASA 的 Voyager 和 Pioneer 任務所採集的六個測量數據,這些數據近乎五十年前獲得。這些任務使用了探測器與地球之間的無線電波來估算行星的半徑。雖然當時的數據具有開創性,但留下的空白如今已經可以通過現代儀器來填補。Juno 在 2011 年發射,自 2016 年以來一直環繞木星運行,並於 2021 年獲得了延長任務,改變了其軌道,使得探測器能夠在相對於地球的情況下通過木星的背面,這為研究行星大氣如何彎曲無線電信號提供了難得的機會。

當探測器通過木星背面時,其無線電通訊信號會受到木星大氣的阻擋和彎曲。Juno 的首席研究員 Scott J. Bolton 博士指出,這使得對木星大小的準確測量成為可能。通過追踪這些信號在木星大氣中的曲率,研究團隊製作了詳細的溫度和密度地圖,這些地圖顯示木星在赤道處的直徑比之前的估計小約 8 公里,而在兩極處則扁平約 24 公里。魏茲曼科學院的 Yohai Kaspi 教授表示,教科書需要更新,雖然木星的大小並未改變,但測量方法卻有所不同。

這一調整雖然聽起來微小,但對於行星科學來說卻具有重大影響。研究人員指出,即使是幾公里的差異,也能使木星的內部模型更好地與重力數據和大氣觀測相匹配。早期的測量也未考慮到木星極端的風速,這些風速是太陽系中最強大的之一。通過將風的動力學納入計算,研究人員解決了理論模型與現實數據之間的長期不一致。

Kaspi 解釋說,雖然很難看到木星雲層下發生了什麼,但無線電數據為我們提供了觀察木星的帶狀風和強颶風深度的窗口。由於木星常用作研究氣體巨行星的基準,這些精確的測量可以提高科學家對於類似行星的理解,無論是在太陽系內還是以外。這些發現也支持了早期的研究,將木星的氣候行為與其深層結構相聯繫。

展望未來,研究團隊計劃將相同的技術應用於歐洲太空總署於 2023 年發射的 JUICE 任務數據,該任務配備了魏茲曼設計的儀器,旨在更深入地探測木星的大氣。這項研究已發表在《自然天文學》期刊上。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。