長久以來,科學家們一直都想知道木星厚厚的雲層之下,到底是一個什麼樣的世界,怎麼辦呢?一個最直接的方法就是,發射一個探測器直接進入木星的雲層深處,進而獲取到實地探測數據。
或許你不知道的是,在過去的日子裡,已經有一個探測器這樣做了,它就是伽利略號探測器,該探測器重約2718公斤,由一個軌道器和一個大氣探測器組成,前者主要用於在軌道上對木星及其衛星系統進行觀測,而後者的任務正是直接進入木星的雲層深處。
伽利略號於1989年發射升空,在此之後,它連續利用了金星和地球的「引力彈弓」,用了6年的時間飛了大約40億公里,最終於1995年順利抵達木星。
1995年月13日,伽利略號攜帶的大氣探測器成功與軌道器分離,在經過短暫的調整之後,這個探測器就一頭扎進了木星。為了方便區分和描述,我們不妨將它稱為「伽利略大氣探測器」。
由於木星強大引力的加速作用,伽利略大氣探測器的峰值速度達到了每小時17萬公里!以如此高的速度,它風馳電掣般地衝進木星,隨後它與木星的大氣發生了劇烈的相互作用,並因此而產生了上萬攝氏度的高溫,不過在隔熱罩的保護下,它並沒有被高溫燒毀。
木星的大氣在加熱伽利略大氣探測器的同時,也會對它形成強大的阻力,進而使它的速度迅速下降,在幾分鐘之後,它就打開了自己的降落傘(因為此時的速度已經降到了降落傘能夠承受的範圍),使自己的速度進一步降低,隨後在木星的大氣層中慢慢地向下「飄落」。
在「飄落」的過程中,伽利略大氣探測器已打開了自己攜帶的探測裝置,開始打量著這個人類之前從未探索過的世界,並源源不斷地將自己的探測數據發送到運行在木星上空的軌道器,而這些數據隨後又將通過軌道器上的發射裝置傳回地球。
然而伽利略大氣探測器的「探索木星之旅」卻是短暫的,在一頭扎進木星61分鐘後,它的信號就消失了,為什麼會這樣呢?原因很簡單,那就是木星的大氣壓會隨著深度的增加而越來越強,當伽利略大氣探測器下降到一定的深度之後,不斷增強的大氣壓就會將其「壓碎」。
儘管如此,伽利略大氣探測器還是為我們傳回了很多珍貴的數據,下面我們來看看它發現了什麼。
伽利略大氣探測器發現,木星大氣比之前預期的更加密集,其中還含有一些丰度高到令人意想不到的元素,比如氬、氪、氙等,這說明了木星可能曾經比現在離太陽更遠,因為它們需要更低的溫度才能被木星大量捕獲,此外,它還發現木星大氣中的氦含量只有預期值的一半左右,科學家推測,這可能是因為木星在形成過程中因為某種原因(比如說大規模的天體撞擊)損失了一部分氦元素。
在此次「探索木星之旅」中,伽利略大氣探測器穿越了四層不同顏色和厚度的雲層,發現它們由不同物質組成,最高的雲層是由冰晶組成的,顏色是淡紅色或白色,下面一層是由硫化銨組成的,顏色是棕色或灰色,再下面一層是由水冰組成的,顏色是白色或藍色,最低的雲層是由液態水組成的,顏色是深藍色或黑色。
此外,它還發現雲中存在著氣溶膠和固體微粒,其中有一些還包含了一些有機化合物,科學家認為,它們可能是造成木星雲層顏色和不透明度的原因之一。
根據伽利略大氣探測器傳回的探測數,木星的大氣中存在著非常強烈的風暴,其風速還會隨著深度的增加而不斷變強,最高可以達到每小時大約1448公里。
除此之外,它還記錄到大量的具有閃電放電特徵的無線電信號,為我們提供了第一個直接證實木星上存在閃電風暴的證據,它發現木星上有著比地球上任何閃電都要強大得多的閃電,其釋放出的能量甚至可以達到已知地球上最強閃電的1萬倍以上。
值得一提的是,伽利略大氣探測器大概只在木星大氣層中下降了大約160公里,與之相比,木星的大氣層厚度卻超過了5000公里,期待在不遠的未來,我們能夠向木星發射更加強大的探測器,去揭開木星更多的秘密。