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木星的海洋卫星木卫二的氧气可能比我们想象的要少

时间:2025-12-27来源:网络作者:小菜点击数:
简介:9月29日,美国国家航空航天局的朱诺号任务近距离飞越木星时拍摄到的木星卫星木卫二的照片。

拍摄这张照片时,飞

【菜科解读】

9月29日,美国国家航空航天局的朱诺号任务近距离飞越木星时拍摄到的木星卫星木卫二的照片。

拍摄这张照片时,飞船距离月球表面945英里(1500公里)。

(图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/SwRI/MSSS。

图片处理由Björn Jónsson CC by-NC-SA 2.0提供)

(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Monisha Ravisetti):周一(3月4日),科学家们宣布,他们已经成功测量了木星卫星木卫二周围可能存在的分子氧(我们在地球上呼吸的氧气类型)的数量。

尽管研究人员过去曾对冰月的含氧量进行过估计,但该团队表示,这是我们首次对其进行直接测量。

简单地说,这一结果低于之前的一些相当高的估计。

这是否意味着木卫二,据信在其冰冷的外壳下蕴藏着一片巨大的咸水海洋,对生命的出现不如我们所希望的那么友好?或者,至少是我们所知道的生活?嗯,不一定,但这次讨论肯定很有趣,需要进一步调查。

根据这项研究,之前对木卫二氧含量的一些估计是从与月球有关的原子氧排放中推断出来的。

与由两个氧原子组成的分子氧不同,原子氧仅由一个氧原子构成。

后者是我们无法呼吸的类型,但科学家们可能认为,解码木卫二周围存在的氧气量,至少会对月球整体产生的可呼吸氧气量产生一些限制。

这一推理,加上其他一些远程观测分析,确实对有多少东西与这颗木星卫星真正相关造成了一些限制——但新的研究发现了一种方法,可以通过这些预测来缩小范围。

由于美国国家航空航天局的“朱诺号”探测器和一点冰化学,研究人员实现了对木卫二氧含量的直接测量。

基本上,正如该团队在研究摘要中解释的那样,木卫二表面的水冰壳有可能经历一种水分解过程。

某些反应可能会将木卫二的一些冷冻水分子转化为分子氢(由两个氢原子组成)和分子氧。

如果这种反应真的发生了,证据将在于月球周围产生的一些氧和氢离子,就像它们携带电荷一样。

这一理论有着坚实的基础,因为科学家们知道木卫二的轨道会穿过木星的一个辐射带。

这个带有一堆带电粒子,它们可以撞击月球表面,有可能引发水的分裂过程。

这幅图显示了来自木星的带电粒子撞击木卫二表面,将冷冻的水分子分解为氧和氢分子。

科学家们认为,如插图所示,这些新产生的氧气中的一些可能会向月球的地下海洋迁移。

(图片来源:uux.cn/NASA/JPL加州理工学院/SWRI/PU)

果不其然,研究小组解释说,2022年9月,当“朱诺”号在距离木卫二220英里(354公里)的范围内飞行时,它能够确定这种水分裂作用的证据。

根据美国国家航空航天局的一份

地球早期的海洋水温是多少?

中国石油大学(北京)李平平教授团队近期在《Science Advances》发表的研究,通过碳酸盐团簇同位素技术首次精确重建了13.6亿年前华北克拉通的古海水温度为26.9摄氏度。

这一发现显著低于此前对该时期海水温度的普遍估算,为理解地球早期气候和海洋环境演变提供了关键数据。

研究还揭示了当时海水的氧同位素组成,表明中元古代海洋可能比过去认为的更冷。

1. 研究技术与方法团队采用创新的碳酸盐团簇同位素(Δ47)温度计,直接分析华北克拉通下马岭组的碳酸盐岩样品。

该技术通过测量碳酸盐矿物中13C-18O键的丰度来推算形成温度,避免了传统氧同位素方法受海水成分假设影响的局限性,结果更可靠。

2. 温度争议与意义此前基于氧同位素的研究曾推测元古代海水温度高达50-70C,甚至早期研究推断20亿年前可能达80C。

新结果(26.9C)表明当时气候更温和,挑战了“早期地球长期极端高温”的假说,对理解生命演化(如真核生物扩张)与环境温度的关系至关重要。

3. 更早时期的温度推测2006年法国科学家对硅质岩的研究显示,海水温度从20亿年前开始下降,至8亿年前降至约20C。

但更早期(如太古宙)的温度仍缺乏直接证据,需进一步研究验证。

作为太阳系中最大的行星,木星究竟有多大?

我肯定你有听说过木星是太阳系里面最大的行星,但是究竟木星有多大呢? 就大小而言,木星的赤道直径为142,984千米(88,846英里)。

与地球相比,它是地球直径的11.2倍。

但它却只有太阳直径的10%。

木星的体积为1.4312810^15 立方千米,足以容纳1321个地球大小的行星,并且还有许多剩余空间。

图解:木星是太阳系中最大的行星 木星的表面积为6.217961010 平方千米,比地球多122倍。

最后木星的质量为1.89861027千克, 足足相当于318个地球。

实际上,木星比太阳系中其他所有行星加起来的质量还要大2.5倍,不过,太阳是占了太阳系质量的99.9%。

毫无疑问木星很大,但是也不用担心木星会变成恒星,它还需要外加80倍的自身质量才能够点燃发生核聚变。

最近我们写了几篇关于木星的文章,这一篇是关于在木星上出现了撞击的文章,一篇是关于木星如何在太阳系中保护我们的。

图解:地球的守卫者——木星 如果您想了解更多有关木星的信息,可以查阅哈勃网站关于木星的新闻稿,这是美国宇航局太阳系探索指南里面关于木星信息的链接。

我们还录制了一整集有关木星的《天文演员》。

这是第56集:木星。

图解 : 哈伯太空望远镜的WFC3相机于2014年所拍摄到木星的真实色彩影像,可清楚看见木星南半球的大红斑 木星的质量是太阳系其他所有行星相加起来的2.5倍。

因为它是如此之大,以至于太阳系的重心坐落于太阳表面上方,从太阳中心起在太阳半径的1.068倍处。

木星比地球大得多,但密度却比地球小得多,它的体积大约相当于1,321个地球那么大,但质量只有地球的318倍。

木星的半径大约是太阳半径的1/10,质量是太阳的1/1000,所以两者的密度相近。

我们通常使用“木星质量”(MJ或MJup)为单位来描述其他物体的质量,尤其是太阳系外行星和褐矮星。

因此如系外行星HD 209458b的质量为0.69 MJ,而仙女座kb的质量为12.8 MJ。

图解:木星的大小比太阳小一个数量级(0.10045),但仍比地球大一个数量级(10.9733),大红斑大约有二到三个地球大(数量级相同) 理论模型表明,如果木星的质量比现在大得多,那么它的体积将会缩小。

对于较小的质量变化,木星半径不会发生明显改变,在大约500M⊕地球质量(1.6木星质量)以上才会有较大变化,在质量增大的情况下,木星内部受压,其体积将会缩小 。

因此,木星现时的直径被认为是与其的构成和演化史所能达到的最大值。

而随着质量的增加,收缩的过程将一直持续下去,直到质量能达到形成明显的恒星并能使其点燃为止,大概是50个木星质量的高质量褐矮星。

图解:木星在不断向外辐射热量 尽管木星需要大约75倍的质量才能融合氢并成为恒星,但最小的红矮星的半径仅比木星大30%。

尽管如此,木星散发的热量比它从太阳吸收的多。

它内部产生的热量接近它所接收的总太阳辐射。

这些额外的热量由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生。

这个过程导致木星每年收缩将近2厘米。

木星刚形成时温度比现在更高,直径大约是当前的两倍。

相关知识延伸阅读 木星是太阳系从太阳向外的第五颗行星,并且是最大的行星。

古代的天文学家就已经知道这颗行星,罗马人以他们的神称这颗行星为朱庇特。

古代中国则称木星为岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故。

到西汉时期,《史记‧天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现岁星呈青色,与“五行”学说联系在一起,正式把它命名为木星。

参考资料 1.维基百科全书 2.天文学名词 3. LeungManKit- universetoday 如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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