提起木星，大家的第一印象莫過于“太陽系巨無霸”——能裝下1300多個(gè)地球，還能包攬?zhí)栂灯渌行行牵淄椎男行墙纭袄洗蟾纭?。但這位老大哥最近被“朱諾”號(hào)扒出了“身材小秘密”，實(shí)際體積比之前探測的體積數(shù)據(jù)要小一些。

今年2月上旬，美國國家航空航天局（NASA）通過正在木星附近運(yùn)行的“朱諾”號(hào)探測器的最新探測數(shù)據(jù)得出結(jié)論：太陽系最大行星木星的實(shí)際體積比此前科學(xué)界認(rèn)知的更小，形狀也更為扁平，具體數(shù)據(jù)是它的赤道直徑實(shí)測約142976公里，比之前的估算值少了8公里；南北極直徑約133684公里，較舊數(shù)據(jù)縮水24公里，整體扁平程度也比預(yù)想中更高，赤道比極區(qū)大約7%，反觀地球的這一數(shù)值僅為0.33%，說木星是個(gè)“大扁球”也不為過。

雖說對(duì)于直徑十余萬公里的它來說只是“微雕級(jí)瘦身”，但換算下來，木星此次“縮水”的體積約為5,000億立方公里，大致相當(dāng)于一個(gè)直徑為1萬立方公里的球體的體積，或者說是一個(gè)棱長8000公里的立方體，這個(gè)數(shù)值也基本相當(dāng)于地球體積的一半。換句話說，此次測量的木星的體積數(shù)值縮水了半個(gè)地球大小，也是刷新了人類對(duì)其真實(shí)形態(tài)的認(rèn)知。

這一發(fā)現(xiàn)依托“朱諾”號(hào)13次近距離飛掠木星的觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合無線電掩星技術(shù)分析得出，修正了上世紀(jì)70年代“旅行者”探測器留下的測量數(shù)據(jù)，也讓人類對(duì)這顆氣態(tài)巨行星的認(rèn)知邁上新臺(tái)階。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-天文學(xué)》雜志。

很多人會(huì)好奇，為何隔了半個(gè)世紀(jì)，木星的“身高體重”才被精準(zhǔn)測量？這背后是探測技術(shù)和探測設(shè)備的代際差距。上世紀(jì)70年代的“旅行者”探測器如同木星的“遠(yuǎn)距離路人拍”，只能通過有限的飛掠數(shù)據(jù)做粗略估算；而2011年發(fā)射、2016年抵達(dá)木星軌道的“朱諾”號(hào)，堪稱專屬“高清貼身攝影師”，NASA還在2021年特意延長其任務(wù)，為科學(xué)家爭取到了繞行至木星背后的觀測機(jī)會(huì)。

此次測量并非“朱諾”號(hào)的原定任務(wù)，卻意外成為了它的高光時(shí)刻，以色列魏茲曼科學(xué)研究院的行星科學(xué)家加蘭帝坦言，這些實(shí)驗(yàn)都是探測過程中的“意外收獲”。

而讓“朱諾”號(hào)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量的核心，是一項(xiàng)名為無線電掩星技術(shù)的“黑科技”。簡單來說，“朱諾”號(hào)會(huì)向地球的NASA深空網(wǎng)絡(luò)發(fā)射無線電信號(hào)，當(dāng)信號(hào)穿過木星帶電的電離層時(shí)，會(huì)因氣體的密度、溫度等影響發(fā)生彎曲和延遲，科學(xué)家通過測量信號(hào)頻率的細(xì)微變化，就能推算出木星大氣不同高度的溫度、氣壓、電子密度等關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而精準(zhǔn)勾勒出木星的實(shí)際輪廓。

這一過程就像給木星做了一次全身“CT掃描”，連大氣層的細(xì)微變化都逃不過探測儀的“眼睛”，也讓測量精度較上一代技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。此外，研究人員還結(jié)合了木星緯向風(fēng)的影響，對(duì)13次飛掠數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，讓最終的測量結(jié)果更貼合實(shí)際。

可能有人會(huì)覺得，不過是幾十公里的數(shù)值變化，至于如此重視嗎？答案是當(dāng)然值得。對(duì)于天文學(xué)研究而言，行星的尺寸數(shù)據(jù)并非簡單的“數(shù)字游戲”，而是解鎖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形成與演化的“鑰匙”。

木星作為氣態(tài)巨行星，主要由氫和氦組成，其半徑是研究大氣結(jié)構(gòu)和內(nèi)部圈層的基本參考值，此次精準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)，能幫助科學(xué)家更清晰地探究木星復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如其稀釋核的形成、深層大氣的運(yùn)動(dòng)模式等。

而了解木星的組成和結(jié)構(gòu)，又能追溯它的形成演化史——這顆行星在太陽系早期便已形成，其巨大的引力不僅影響了太陽系內(nèi)物質(zhì)的分布和其他行星的成長，還向內(nèi)太陽系輸送了水、二氧化碳、氨等易揮發(fā)物質(zhì)，這些物質(zhì)正是地球形成大氣和生命所需的關(guān)鍵成分，而且木星也靠自己的強(qiáng)大引力吸引著小行星帶的行星不向內(nèi)太陽系遷徙，使得地球避免了小行星的頻繁撞擊，這也為地球生命的發(fā)展進(jìn)化提供了極大的幫助，換句話說，木星還是地球生命誕生的“幕后功臣”。

除此之外，這次精準(zhǔn)測量的意義還延伸到了系外行星研究領(lǐng)域。宇宙中存在著大量與木星類似的氣態(tài)巨行星，由于距離遙遠(yuǎn)，人類對(duì)它們的觀測往往只能獲得模糊數(shù)據(jù)。而木星作為我們太陽系內(nèi)的“樣本”，其精準(zhǔn)的形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，能為天文學(xué)家解讀遙遠(yuǎn)系外行星的觀測數(shù)據(jù)提供重要參考，讓人類在探索宇宙其他宜居星球的道路上，少走很多彎路。

從“旅行者”的粗略探測到“朱諾”號(hào)的精準(zhǔn)測量，人類對(duì)木星的認(rèn)知跨越了半個(gè)世紀(jì)。這顆“縮水”的氣態(tài)巨行星，不僅沒有失去其“巨無霸”的地位，反而因更精準(zhǔn)的認(rèn)知變得更加立體。而“朱諾”號(hào)的這次意外發(fā)現(xiàn)也告訴我們，宇宙的奧秘永遠(yuǎn)藏在細(xì)節(jié)之中，每一次細(xì)微的測量突破，都是人類向宇宙真相邁出的堅(jiān)實(shí)一步。

消息來源：《北京日?qǐng)?bào)》2月5日?qǐng)?bào)道《新發(fā)現(xiàn)：木星體積較此前認(rèn)知略小且形狀更扁平》網(wǎng)址
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