2024-06-30
开云想看透木星？似乎没那么容易—新闻—科学网
2011年8月，美国宇航局（NASA）发射了 朱诺号 木星探测器。去年炎天， 朱诺号 终究进入环抱木星的轨道。 朱诺，是罗马神话中天神朱庇特的老婆。朱庇特施展法力用云雾遮住本身，可是朱诺却能看透这些云雾，相识朱庇特的真脸孔。探测器取名 朱诺号 ，也是想借用其寄意，解开木星这颗云遮雾绕的气态巨行星隐蔽的奥秘。 不外，近来一篇揭晓在美国《国度科学院院刊》的论文攻讦了本年3月揭晓于《天然》杂志上的一篇论文。后者以为木星年夜气层有3000千米，而前者以为这还不克不及成为定论。 想看透木星，好像没那末轻易。 为解决汗青争议 朱诺号 出发了 透过千里镜看过木星的人，城市对于木星外貌漂亮的条纹布局感应赞叹。实在，这份漂亮来患上十分 激烈 。横扫木星的年夜气环流长期而强劲，风速比地球上可将年夜树连根拔起的十级风还要激烈5倍。 她的漂亮为什么这么激烈？漂亮的外表下又掩藏着甚么？摸索云雾下的面貌，是人类的猎奇，也是 朱诺号 的任务。 早于 朱诺号 降生以前，天文学家关在木星的内部布局便争辩不休。一些人以为木星的年夜气层很是厚，另外一些则以为木星的年夜气层像地球同样只要薄薄的一层。为了给这一争议画上句号， 朱诺号 出发了。 木星外貌的风暴遭到底层年夜气环流的影响。要相识外貌风暴的造成缘故原由，就要相识深部的年夜气环流环境。 中科院国度天文台研究员郑永春说。 但是，木星内部以及深部的环境，是没法经由过程对于木星外貌的遥感探测看到的。智慧的科学家想到了用探测器的航行轨道数据，得到木星的引力场数据，从而寻觅木星年夜气环流的影响要素。 朱诺号 于木星上空航行的时辰，会遭到木星引力的牵引。假如内部的密度高、引力年夜，航天器的轨道就会降低一点；假如内部的密度低、引力小，航天器轨道就会抬升一点。 郑永春说。 有了这些数据，科学家间接把数据放入已经经预先研究好的反演方程里，就万事年夜吉了，但是 数占有了 但问题并无解决 如今， 朱诺号 环抱木星飞了近一年，数据也传回来不少。但是，关在新的研究结果，科学家们又起了争议。 本年3月，《天然》杂志揭晓了 朱诺号 飞船科学构成员、以色列魏茨曼科学研究所研究员Yohai Kaspi等人对于木星年夜气环流布局的建模反演结果。他们以为，木星的年夜气环流可以深切其外貌如下3000千米摆布，约占木星品质的百分之一。 比拟之下，地球的年夜气层还不到地球总品质的百万分之一。木星有云云伟大的区域于差别的工具波段扭转，这是一个欣喜。 Kaspi曾经暗示。 假如无误，这一成果确凿是一个伟大的欣喜，由于它注解木星的景象形象层比以前预测的要深患上多。而这也间接注解 朱诺号 解决了汗青上关在木星布局的争议。 但是，这个成果引来了新的争议。 这项研究提出的环流模子缺少数学物理意思，接纳的反演路子不切合流体力学道理，所患上结论的靠得住性以及科学性存于显著的缺陷。 中科院上海天文台行星物理与磁流体力学课题组研究员孔鼎力大举说。 孔鼎力大举以及英国埃克塞特年夜学传授张可可等科学家担忧，关在 3000千米����APP 的研究定论极可能会间接误导人们对于木星的熟悉，并影响今后以该结论为依据的科研事情。 因而，近来他们于美国《国度科学院院刊》上揭晓论文，指出了Kaspi等人的不雅点与要领存于的问题，并夸大 朱诺号 并无解决关在木星环流布局的谜题。 谁的方程更合理 这个成果其实不新，也不使人惊奇。 看到美国《国度科学院院刊》上的论文后，Kaspi于接管《中国科学报》记者采访时说，他的团队以及新论文团队之间的争议，已经经连续了3年。 这3年来，两边争议的核心之一是一个名为 热成风方程 （TWE）的反演模子。 这个方程暗示的是流体的运动以及密度变迁之间的接洽。与岩石行星地球差别，木星是气态行星，引力与流体的运动以及密度之间存于接洽。正因云云， 热成风方程 成为从木星引力场数据反演木星内部布局的一把钥匙。 热成风方程 原本是用在研究地球年夜气运动的一个流体力学模子。因为地球年夜气只要薄薄的一层，方程中纰漏了年夜气自己的自引力，而木星是气态行星，年夜气自己的引力不克不及纰漏，以是不克不及把热成风方程间接用于木星上。 孔鼎力大举说。 2015年，张可可、孔鼎力大举等人就曾经于《天体物理学杂志》上揭晓论文，提出了 热量 引力成风方程（TGWE），并以为 必需使用这个方程估算年夜型气态行星中年夜气环流的密度扰动 。 然而，Kaspi告诉记者： 并无所谓的 热量 引力成风方程 ，这只是张可可等人发现出以示与咱们差别的工具。 他暗示，他们之以是不使用热量 引力成风方程，是由于完备的热成风方程需要于现用方程的根蒂根基上增长5个术语，而热量 引力成风方程只于热成风方程根蒂根基上增长了5个术语中的一个，以是其实不正确。 各说各理 接下来该怎么办 对于在这项争议，郑永春于接管《中国科学报》采访时暗示，一方以为本身提出的模子可以注释木星的引力场以及环流运动，另外一方感觉模子还不敷好，需要完美，这一环境于科研范畴实在其实不偶尔。 于科学成长的历程中，对于不雅测到的事实，科学家会先提出一个理论模子来注释。但跟着不雅测愈来愈周全深切，这个理论模子会遭到许多前提的约束，需要不停完美理论模子，或者是推翻。理论模子是否靠得住，取决在咱们可以获得甚么样的证据来撑持、完美或者推翻这个模子。 郑永春说。 他暗示，今朝的争议与 朱诺号 探测精度仍旧不敷高有关。 未来可以用一种新型的探测技能，获得更邃密的木星引力场。引力场的数据越正确，关在木星内部环流的理论模子就越可能靠近真实环境，对于木星风暴的造成缘故原由的理解就越正确。 郑永春说。 相干论文信息：doi:10.1038/nature25793； doi: 10.1073/pnas.1805927115； doi: 10.1088/0004-637X/806/2/270 《中国科学报》 (2018-08-23 第4版 综合)/开云
