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木星的磁層

指数 木星的磁層

木星的磁層是太陽風在木星的磁場創造出來的空腔(太陽風的低密度空間),在朝向太陽的方向上延伸超過700萬公里,背向太陽的方向上則幾乎達到土星的軌道。木星的磁層是太陽系的行星磁層中最強大,也是體積最大的連續結構體(僅次于日球)。比起地球的磁層,木星的磁層更寬且更扁平,而且強了數個數量級,它的磁矩大約是地球的18,000倍。早在1950年代末期,無線電波的觀測就首先推測出木星磁場的存在,先鋒10號在1973年更直接測量到木星的磁場。 木星內部的磁場是由液態金屬氫構成的外核電流產生的。木星衛星,埃歐上的火山噴發,產生大量的二氧化硫氣體進入太空,在木星的附近形成巨大的氣體環,木星的磁場迫使這個環以與木星自轉相同的方向與相同的角速度旋轉。這些環攜帶了與電漿在一起的磁場,在過程中它被拉成煎餅狀的結構,稱為磁盤。結果是,木星的磁層是由埃歐的電漿和它自身的旋轉決定了形狀,而不像地球的磁層形狀是由太陽風造成的。磁層中強大的電流在木星的極區形成永駐的極光和強烈多變的無線電波,圍繞著木星的極軸,這意味著木星可以被視為非常微弱的電波脈衝星。木星的極光幾乎包括所有的電磁波頻譜,像是紅外線、可見光、紫外線和軟X射線。 木星的磁層有捕獲粒子並使粒子加速的作用,產生類似地球的范艾倫輻射帶,但強大了千萬倍輻射帶。高能粒子與木星巨大的衛星表面的交互作用,對它們的物理和化學性質有顯著的影響。這些相同的粒子也影響木星稀薄的行星環內的粒子。輻射帶的存在很明顯地會危害探測器和在太空旅行的人類。.

目录

  1. 7 关系: 地磁场木衛二-木星系統任務木星環木星高能粒子探測儀木星探測朱诺号新视野号

地磁场

地磁場是源自於地球內部,並延伸到太空的磁場。磁場在地表上的強度在25-65微特斯拉(即0.25至0.65高斯)之間。粗略地說,地磁場是一個與地球自轉軸呈11°夾角的磁偶極子,相當於在地球中心放置了一個傾斜了的磁棒。目前的地磁北極位於北半球的格陵蘭附近,實際上它是地磁場的南極,而地磁南極則是地磁場的北極。地核向外散發熱量時,引起外核中熔融鐵的對流運動,進而產生電流,地磁場即是此電流所致。這種使天體磁場形成的原理,稱為發電機理論。 南北磁極通常位於地理極附近,但其位置在地質時間尺度上可以有較大的變化。這種變化極其緩慢,不足以干預指南針的日常使用。不過,平均每幾十萬年會發生一次地磁逆轉,即南北磁極突然(與地質時間尺度相比較)互相換位。每次逆轉都會在岩石中留下印跡,這對古地磁學研究十分重要。以此所得的數據有助科學家了解大陸和海床的板塊運動。 磁層指的是地磁場在電離層以上的影響範圍。它能夠向太空延伸幾萬公里,並且阻止太陽風和宇宙射線中的帶電粒子損毀地球大氣上層,因此使得阻擋紫外線的臭氧層不致消失。.

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木衛二-木星系統任務

木衛二-木星系統任務-拉普拉斯(英語:Europa Jupiter System Mission – Laplace,EJSM/Laplace)是一個NASA和ESA計畫中即將在大約2020年發射的探測計畫,該計畫將深度探索木星的衛星木衛二和木衛三,以及木星的磁層。該任務將有最少兩個子計畫,即NASA的木星木衛二軌道器(Jupiter Europa Orbiter,JEO)和ESA的木星木衛三軌道器(Jupiter Ganymede Orbiter,JGO)以協同對木星系統的研究。 2011年4月,ESA宣稱基於NASA的預算,因此不太可能在2020年代初執行美國和歐洲協同的探測計畫。因此ESA正考慮是否可能執行由歐洲主導的探測計畫, ESA, 19 Apr 2011。歐洲主導的計畫則是基於木星木衛三軌道器修改的木星冰月軌道器(Jupiter Icy Moon Explorer,JUICE)。 日本JAXA和俄羅斯RSA也表達了加入該計畫的興趣,雖然目前尚未最終定案。木星木衛二軌道器的預算可能達到47億美金,而木星木衛三軌道器的預算可能達到10億美金(7.1億歐元)。.

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木星環

木星環,是指圍繞在木星周圍的行星環系統。它是太陽系第三個被發現的行星環系統,第一個和第二個分別是土星環及天王星環。木星環首次被觀測到是在1979年,由航海家一號發現及在1990年代受到伽利略號進行詳細調查。木星環在25年來亦可以由哈勃太空望遠鏡及地球觀察。在地上需要現存最大的望遠鏡才能夠進行木星環的觀察。 隱約的木星環系統主要由塵埃組成。木星環分成四個部分:厚厚的粒子環面內晕層稱為“光環”;一個相對光亮的而且特別薄的“主環”;以及兩個外部既厚又隱約的“薄紗環”(或称“蛛网环”),其名稱由形成她們的物質的衛星而來:木衛五(阿馬爾塞)和木衛十四(底比斯)。 木星環的主環及光環由衛星木衛十六(墨提斯)、木衛十五(阿德剌斯忒亞)及其他不能觀測的主體因為高速撞擊而噴出的塵埃組成。在2007年二月至三月由新視野號取得的高解像度圖像顯示主環有豐富的精細結構。 在可見光及近紅外線光線下,除了光環呈現灰色或藍色外,木星環會呈現紅色。在環內的塵埃大小不定,但是所有環除了光環以外的塵埃橫切面面積最大為半徑約15微米的非球體粒子。光環主要由亞微米級塵埃組成。環狀系統的主要質量(包括不可見的主體)約為1016 公斤,和木衛十五質量相當。環狀系統的年齡不詳,但是可能在木星形成時已經存在。.

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木星高能粒子探測儀

木星高能粒子探測儀(Jovian Energetic Particle Detector Instrument,JEDI)是進入木星繞極軌道的朱諾號攜帶的儀器之一,它是用於研究木星的磁層套裝儀器的一部分。 JEDI的設計是用來蒐集"能量、光譜、質典型式(氫、氦、氧、硫)和角分配" ,這個計畫是研究能量和帶電粒子的。它可以檢測30-1,000,000KeV,而另一件儀器,JADE,可以觀測低於30KeV的能量 。正在研究的概念之一是,來自木星自轉的能量是否被轉化進入它的大氣層和磁層。 它是由 約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)建造,蒐集來自行星的極光磁場線、赤道磁層和極區電離層的硬輻射的原位資料。目標之一是要了解極光,以及如何將粒子加速到如此高的速度。木星的謎團之一是由兩極發出的X射線,但似乎不是來自極光環。.

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木星探測

木星探測是指人類向木星發射太空探測器對木星進行探測活動。至今已通過用自動化无人航天器進行了密切觀察。但從地球飛往到太阳系中的其他行星具有較高的能量消耗。航天器從地球的軌道到達木星,正如航天器升空首位進入軌道,它幾乎需要同樣多的能量。 先鋒10號在1973年12月飛越過木星,這也是人類首次對木星探測任務。 隨後幾個月後先鋒11號。除了第一张的木星特寫照片,探測器發現木星的磁層和其主要流體內部。旅行者1号和旅行者2号探測器於1979年走訪了木星,研究衛星和木星環系統,發現木衛一的火山活動和木衛二表面上的水冰的存在。尤利西斯号在1992年進一步研究木星的磁層,然後在2000年再次研究。卡西尼號探測器於2000年接近木星,对木星大气层拍摄了非常詳細的圖像。新视野号太空船在2007年经過木星,並做出改進的木星的及其衛星的參數的測量結果。 伽利略號太空船則是第一個環繞木星軌道的探測器,於1995年抵達木星和研究的木星直到2003年。在此期間,伽利略号收集了大量有關木星衛星系統的信息,接近所有四個巨型的伽利略卫星,找到其中三個存在稀薄大氣層的證據,以及在其表面之下有液態水的可能性。它還發現了木衛三周圍有一個木衛三#磁層。 美國航空航天局以朱诺号研究木星極地軌道,2011年8月5日發射,於2016年7月5日進入木星軌道。.

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朱诺号

朱諾號(Juno)是NASA环绕木星的太空探测器。它由洛克希德·马丁公司建造,和由NASA喷气推进实验室运营。作为新疆界計畫的一部分,太空探测器於2011年8月5日被從卡納維爾角空軍基地發射升空,并于2016年7月5日进入木星的极轨道。探测的持续时间为20个月Mission Jupiter, narrator Dan Riskin, Science Channel broadcast, 12:06 am July 6, 2016 (EDST, Verizon)。完成任务后,“朱諾號”将脱离轨道进入木星的大气层。 朱诺号已于東八區时间2016年7月5日到达木星。探測器將放置在繞極軌道,研究木星的組成、重力場、磁場、磁層和磁極。朱諾號也要搜索和尋找這顆行星是如何形成的線索,包括是否有固態核心、存在木星大氣層深處的水量、質量的分布、風速可以達到的深度。 朱诺号是进入木星轨道的第二个飛行器,而第一个为核动力的伽利略号探测器(1995-2003年)。與所有早期的飛行器與外部行星不同,朱诺号僅由太陽能陣列提供動力,太陽能陣列通常被用于环繞地球運行的衛星和在內太陽系進行工作的的衛星,而放射性同位素熱電機通常用於外太陽系和太陽系的任務。然而,對於朱諾号來說,已部署在行星探测器上的三個最大的太陽能陣列翼在穩定飛行器以及發電方面起著不可或缺的作用。.

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新视野号

新視野號(New Horizons)又譯新地平線號,是美國國家航空暨太空總署旨在探索矮行星冥王星(在發射時間仍然被認為是一顆行星)和柯伊伯带的行星際機器人太空船任務,它是第一艘飛越和研究冥王星和它的衛星,凱倫、尼克斯和許德拉的太空探測器。NASA可能還會批准它飛越一個或两個古柏帶天體。任務概要是由美国西南研究院首席研究員所領導的一個團隊提出。 經過在發射地點的幾個延誤後,新視野號于2006年1月19日在卡纳维拉尔角發射,直接進入地球和太陽逃逸軌道,在最後關閉引擎時相對於地球的速度是16.26公里/秒,或58,536公里/小時(10.10英里/秒或36,373英里/小時)。因此,它是有史以來以最快的發射速度離開地球的人造物體。2015年7月14日新视野号飛越冥王星系统。随后,新視野號将繼續進入古柏帶。 經過與小行星132524 APL一個短暫的相遇後,新視野號飛往木星,在2007年2月28日使得其最接近木星的距離为。木星飛掠提供重力助推给新視野號的速度增加了。木星相遇也被用來作為新視野號科技性能的全面測試,傳回關於行星的大氣層,衛星和磁層的數據。在飛掠木星後,探測器繼續前往冥王星。在木星後的大部分旅行中,太空船是处于休眠模式度過,以保護太空船上的系統。在2006年9月,新視野號第一次拍攝了冥王星,其次是在2013年7月拍攝了區分冥王星和它的衛星冥卫一作為兩個單獨的對象的圖像。無線電信號从新視野號太空船旅行到地球需要用4個多小時。 格林威治時間2015年7月14日上午11時49分,新視野號接近冥王星12,500公里,為旅程中最接近冥王星的位置。 它成為了第一艘探索冥王星的航天器。 協調世界時7月15日00時52分37秒(美國東部時間7月14日20時52分37秒),美國國家航空暨太空總署收到了新視野號傳來的訊息,證實了探測器在預定的時間成功地飛越了冥王星,探測器各方面的運作一切正常,和先前預料的一樣。.

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