太陽系內,木星是最巨大的行星,其半徑約為地球的11.2倍,體積是地球的1316倍,質量是地球的318倍。如果把太陽系內其他所有行星和小天體加一起,質量也僅有木星的40%左右。
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可以說,它確實是太陽系的巨無霸。不過,最新研究表明,木星其實比想象中的要小一點。利用最新的探測手段,天文學家取得了這個最新的發現,并將相關研究成果發表在國際權威學術期刊《自然-天文學》雜志上。
幫助天文學家取得這個發現的是美國宇航局的朱諾號木星探測器,該探測器于2011年發射升空,2016年進入繞木星軌道。在近距離飛掠木星的時候,它會把握寶貴的時機,利用不同的科學載荷對木星進行探測。
用于計算木星尺寸的,是一種名叫無線電掩星的技術。
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具體來說,就是朱諾號會在木星的另一側,向地球上的美國宇航局深空網絡發射無線電信號。當無線電穿越木星上層大氣(也就是電離層)的時候,由于這里帶電,會在氣體的作用下發生彎曲,產生多普勒頻移與相位延遲。研究人員只需要計算其產生的頻率變化幅度,就可以計算出木星的各種參數,比如大氣溫度、氣壓、電子密度等等。
其實在此之前,天文學家也是利用這種方式來計算木星尺寸的。現有的數據,是上世紀70年代的時候,美國宇航局的先驅者號和旅行者號探測器,利用6次無線電掩星方法測量的。
時隔近50年之后,天文學家終于利用最新的儀器,更新了這個數據。
探測結果表明,木星的赤道半徑應該是71488公里,而此前的數據是71492公里。也就是說,木星的赤道半徑比以前小了4公里,換成直徑就是8公里。
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極直徑方面,天文學界計算出的最新數據是133684公里,比之前的數據小了大約24公里,縮小幅度較赤道更大。這意味著,木星比以往我們想象的還要更扁。
在此之前,它就是太陽系最扁的行星之一,如今扁度又有所提升。簡單計算可知,木星的赤道半徑比極半徑大了約7%。相比之下,地球的這個數據僅為0.33%。
為什么木星和地球都不是正圓呢?很簡單,因為二者在自轉的時候,都有離心力,所以會在赤道方向“甩出去”一點。和地球相比,木星不僅自轉速度更快,而且作為氣體行星,也比地球更加“蓬松”,所以就更“胖”。
說到這,你可能覺得,天文學家算了半天,對于直徑十幾萬公里的木星來說,只有幾十公里的數據變化,一點也不明顯,好像沒什么意義。其實不然。對木星尺寸的建模,可以幫助天文學家更好地作為參考,來理解其他恒星系統的巨型系外行星。
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很多人覺得,遙遠的天體,尺寸等信息都是天文學家瞎編的。這一次可以說明,天文學家有一系列復雜的方法來進行計算。正是一次次的精益求精,讓我們能夠更好地了解遙遠的天體,建立更加完善的天文學理論。
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