木星充满氢气和氦气为何形成液态水困难

木星充满氢气和氦气为何形成液态水困难,第1张

根据科学家们以往对木星的研究,这颗星球上充满了氢气和氦气,想要形成液态水是十分困难的。作为太阳系的四大气态巨行星之一,木星再一次用事实告诉人类,它是可以拥有液态水的,而发现木星表面液态水的探测器正是“朱诺号”。NASA在2011年成功将“朱诺号”发射升空,并且将其定位为木星探测器。朱诺号在太空中飞行了5年的时间,最终进入了木星的轨道,开始对木星进行长期的观测。
由于木星有浓厚的大气层,导致一开始有人对朱诺号的工作并不看好,认为它并不能为人类带来有价值的信息。然而朱诺号用实际行动证明,它能够出色地完成探测木星的任务。在后来的探测中,朱诺号发现了木星大红斑里存在着液态水,这对地球上的科学家来说太重要了,因为液态水的存在说明了木星上是有氧元素的,而且氧元素的含量挺多。

众所周知,水是生命之源,在地球上凡是有水存在的地方都会有生命出现,因此科学家们在探索其他星球的时候,主要就是寻找该星球上是否存在液态水。现在木星上被发现有水了,那么是否意味着木星上有生命存在呢?科学家们并不看好木星上存在生命,因为木星的自然环境也十分恶劣。

朱诺号发现液态水的地方就在木星的大红斑上,这个大红斑实际上就是木星上的风暴气旋,据天文学家的探测发现,该气旋的直径达到了25万公里,它每旋转一周只需要6个地球日。大红斑的可怕之处不仅在于它覆盖的范围十分广阔,经常卷起高达8000米的云塔,由此可见这个风暴气旋的可怕。除了大红斑之外,木星表面还存在着其他的小风暴气旋,众多的风暴气旋使得木星的表面十分“动荡”。而且木星的大气中几乎不含氧气,所以存在生命的可能性非常小。

木星是八大行星之一,是我们极力要了解的一颗行星之一,对于木星的了解我们基本在于宇航员拍的照片和提供的信息,而近日NASA发布超清晰木星照,那么接下来由星座知识为大家揭晓下木星内部是什么样子的?
NASA发布超清晰木星照据报道,近日,美国宇航局(NASA)发布了一张超清晰的木星照片,显示有漩涡状薄雾漂浮在木星的表面,目前科学家还不知道那是如何形成的,但唯美的画面已经让众多网友惊叹不已。据报道,许多国外网友看到这张木星照片后纷纷表示:“实在是太漂亮了!想像一下你漂浮在上面。”还有人说:“这就像是一幅美丽的画镶嵌在宁静、孤独的宇宙中。”更有人直接以梵高的名画《星空》来比喻木星之美。报道称,该照片是由NASA发射的太空探测器“朱诺号”(Juno)于2020年2月17日拍摄到的。“朱诺号”于2011年发射升空,2016年进入木星轨道开始执行任务。
木星内部是什么情况?大气层多厚?木星是一个巨大的液态氢星体。据推测,木星的中心是一个含硅酸盐和铁等物质组成的核区,物质组成与密度呈连续过渡。木星是四个气体行星(又称类木行星)中的一个:即不以固体物质为主要组成的行星,它是太阳系中体积最大的行星,赤道直径为142984千米。木星的密度为1326克每立方厘米,在气体行星中排行第二,但远低于太阳系中四个类地行星。在此之前对于木星的内部结构天文学家们有着不同的论点,因此一直争论不休。有些天文学家认为木星的大气层只有薄薄的一小层,而有些研究人员则认为木星的大气层厚度超出了千余米。而这些问题或许都将交由朱诺号探测器来解答。
结构成分木星的高层大气是由体积或气体分子百分率约88-92%的氢和约8-12%的氦所组成。由于氦原子的质量是氢原子的四倍,探讨木星的质量组成时比例会有所改变:大气层中氢和氦分别占了总质量的75%及24%,余的1%为其他元素,包括微量的甲烷、水蒸气、氨以及硅的化合物。另外木星也含有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢、硫等物质。大气最外层有冷冻的氨的晶体。木星上也透过红外线及紫外线测量发现微量苯和烃的存在。
木星可能有一个石质的内核,被一层含有少量氦,主要是氢元素的液态金属氢包覆着。内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是)液态金属氢由离子化的质子与电子组成。
在木星内部的温度压强下氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源,木星的磁场强度大约10高斯,比地球大10倍。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。木星还是天空中已知的最强的射电源之一。
木星内部的温度和压力,由于开尔文-亥姆霍兹机制稳定地朝向核心增加。在压力为10帕的”表面”,温度大约是340K(67°C;152°F)。在氢相变的区域-温度达到临界点-氢成为金属,相信温度是10,000K(9,700°C;17,500°F),压力的200GPa。在核心边界的温度估计为36,000K(35,700°C;64,300°F),同时内部的压力大约是3,000-4,500GPa。
假如你穿着足够好的宇航服来到木星上空时,你会感到你的体重已迅速增加,你看到的是木星风起云涌的大气层,它们分成条状,在向着相邻两条的反方向劲吹,刚你在刚进入木星的大气层时,你就会被强劲的大风吹得不知道东西南北了。然后你直线下落,会觉得空气压力起来越大,体重也更重了,能相当于在地球上的25倍,人落不到底下就被压扁了。
假设你不压扁,你就会看到一道一道的光,实际上那是木星闪电,当你下到3000公里时,你会发现周围的大气十分粘稠,就像液体一样,再往下就真是液体了。这是液态氢的海洋,厚达27万公里,而且这里的温度非常高了,人根本受不了。
再往下面去是金属氢,这其中可能还有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量。内核上则是大部分的行星物质集结地,温度高达三万度,比太阳表面的温度还高。这里的物质以液态氢为主,木星内部大致就是这种环境。
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也许我们能十分有把握地断定,在太阳系的诸天体中,除地球外,没有任何一个天体拥有智慧生物。但仍无法肯定,在这些天体中也不存在任何生命活动,特别是那些低等的原始的微生物。除火星外,如今木星也被列入了“怀疑名单”。

木星体积是地球的1316倍,是太阳系九大行星中最大的一颗。站在地球上,用望远镜可看到木星表面有连绵不断而又明亮的条纹形状,那扑朔迷离的条带,总引起人类对它的无限遐想。木星究竟会是什么样的?是否有生命诞生?尽管,已有探测器飞临木星,但我们对它依然知之甚少。

木星之所以被怀疑可能有生命存在,是因为它的生态条件与地球比较接近。但是,这颗太阳系体积最大的行星上根本没有可供登陆的固态地表,这是一颗由气体构成的巨大星体,大气层中充满了氢气、氦气、氨、甲烷、水,这样的条件对生命的生存有着极大的障碍。

随着科学技术的进步,人们对木星了解得越来越多。科学家们对木星大气层的成分进行研究后发现,木星大气成分和形成于早期地球海洋的物质十分相似。因此,木星上存在生命形式也成为一种可能。

然而,进一步的调查显示,木星大气层具有强烈的乱流,而且大气下方温度极高,在这种情况下,很难形成生命。任何生物只要一碰到这股乱流,就会被卷入下方的高温中,化为灰烬。

科学家认为,惟一可以在这种环境下维持生命的办法就是在被烧焦之前复制新的个体,并且借助气流的力量把后代带到大气层中较高、较冷的地方。这种极少的生命形态可以在大气层外侧漂浮,其生命活动的能量主要来自所取用的食物。

为解开木星之谜,美国于1989年10月18日发射了“伽利略”木星探测器,开始了对木星的专门 探索 。“伽利略”由轨道器和子探测器组成。1995年7月13日,“伽利略”的子探测器与轨道器分离,同年12月8日以每小时17万公里的速度进入木星大气层。在木星大气层中飞行考察的75分钟里,它向运行在20万公里高的轨道器发回了探测数据,然后再由轨道器把数据发回地球。这是人类首次对木星大气进行原位测量。

令科学家欣喜的是,“伽利略”号探测器拍摄的照片显示,在木星的一颗卫星(木卫二)的表面下可能隐藏着一片海洋。

如果这片海洋真的存在,那么其中就可能存在生命现象。“伽利略”号探测器拍摄的照片揭示出木卫二表面上有一个网状系统,该系统中的一些山脊和断层很像地球上板块构造形成的形态。有人在“旅行者”号飞越木星以后就猜测木卫二经历过火山活动,此次“伽利略”号拍下的近景照片为这一猜测提供了有力的证据。

据此,某些理论工作者假定,有一片深达200千米的液态水海洋被掩盖在木卫二的冰壳之下。这一观点进一步论证了下述推测:木卫二可能存在类似于在地球深海温泉处富含矿物质的水中繁衍生息的那些有机体的生命形态。

总之,对于木星是否存在生命这一问题,目前我们还无法做出肯定的回答。


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