太阳系内,木星是最巨大的行星,其半径约为地球的11.2倍,体积是地球的1316倍,质量是地球的318倍。如果把太阳系内其他所有行星和小天体加一起,质量也仅有木星的40%左右。
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可以说,它确实是太阳系的巨无霸。不过,最新研究表明,木星其实比想象中的要小一点。利用最新的探测手段,天文学家取得了这个最新的发现,并将相关研究成果发表在国际权威学术期刊《自然-天文学》杂志上。
帮助天文学家取得这个发现的是美国宇航局的朱诺号木星探测器,该探测器于2011年发射升空,2016年进入绕木星轨道。在近距离飞掠木星的时候,它会把握宝贵的时机,利用不同的科学载荷对木星进行探测。
用于计算木星尺寸的,是一种名叫无线电掩星的技术。
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具体来说,就是朱诺号会在木星的另一侧,向地球上的美国宇航局深空网络发射无线电信号。当无线电穿越木星上层大气(也就是电离层)的时候,由于这里带电,会在气体的作用下发生弯曲,产生多普勒频移与相位延迟。研究人员只需要计算其产生的频率变化幅度,就可以计算出木星的各种参数,比如大气温度、气压、电子密度等等。
其实在此之前,天文学家也是利用这种方式来计算木星尺寸的。现有的数据,是上世纪70年代的时候,美国宇航局的先驱者号和旅行者号探测器,利用6次无线电掩星方法测量的。
时隔近50年之后,天文学家终于利用最新的仪器,更新了这个数据。
探测结果表明,木星的赤道半径应该是71488公里,而此前的数据是71492公里。也就是说,木星的赤道半径比以前小了4公里,换成直径就是8公里。
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极直径方面,天文学界计算出的最新数据是133684公里,比之前的数据小了大约24公里,缩小幅度较赤道更大。这意味着,木星比以往我们想象的还要更扁。
在此之前,它就是太阳系最扁的行星之一,如今扁度又有所提升。简单计算可知,木星的赤道半径比极半径大了约7%。相比之下,地球的这个数据仅为0.33%。
为什么木星和地球都不是正圆呢?很简单,因为二者在自转的时候,都有离心力,所以会在赤道方向“甩出去”一点。和地球相比,木星不仅自转速度更快,而且作为气体行星,也比地球更加“蓬松”,所以就更“胖”。
说到这,你可能觉得,天文学家算了半天,对于直径十几万公里的木星来说,只有几十公里的数据变化,一点也不明显,好像没什么意义。其实不然。对木星尺寸的建模,可以帮助天文学家更好地作为参考,来理解其他恒星系统的巨型系外行星。
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很多人觉得,遥远的天体,尺寸等信息都是天文学家瞎编的。这一次可以说明,天文学家有一系列复杂的方法来进行计算。正是一次次的精益求精,让我们能够更好地了解遥远的天体,建立更加完善的天文学理论。
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