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@木星放热之谜困扰科学家数十年，如今有望破解，答案或与极光有关( 二 )


2017年9月 ， NASA的卡西尼号探测器在即将完成使命之前 ， 调整了自己的轨道 ， 义无反顾地冲向土星大气层 ， 用自己壮烈的死亡 ， 为人类作出最后的贡献 。在螺旋公转着坠入土星大气层的过程中 ， 卡西尼号探测器通过观察背景中的恒星来探测这颗行星的高层大气 。通过观测不同位置上空可见的星星数量 ， 就可以推测这片大气的空气密度 。
Zarah Brown等人一共在卡西尼号探测器传回的数据中采了30个样本 ， 绘制了一个粗略的土星大气密度地图 。我们知道 ， 气体的密度和温度是直接相关的 ， 因此 ， 这也是一张土星高层大气温度分布图 。
这张温度分布图显示了一个“巧合”：不论是南半球还是北半球 ， 土星高层大气温度最高的位置都在60°的纬度附近 。说是巧合 ， 但科学家们相信 ， 这其中肯定有原因 。
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同样的 ， 想找“原因” ， 就继续找“巧合” 。这个“巧合”很容易找到 ， 那就是 ， 南纬60°和北纬60° ， 都是土星上极光最常出现的位置 。那么 ， 土星高层大气的异常高温 ， 是否和极光有关呢？
科学家指出：极光的本质 ， 就是太阳辐射和行星大气层的粒子发生碰撞、导致行星气体分子被电离而发的光 。如果单纯地讨论极光 ， 其实是几乎不发热的 。不过 ， 由于气体被电离 ， 所以就会产生电流 。中学物理告诉我们 ， 只要有电阻和电流 ， 就会产热 。你可能还记得那个公式：Q=I^2*RT 。
也就是说 ， 极光产生的电流在土星的大气中传导 ， 于是产生了热量 。
你可能会问：地球上也有极光 ， 怎么没见地球被加热？
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在这篇报告中他们指出：土星和地球的极光有一点不同 ， 前者的极光主要是在紫外光中发光 ， 这或许就是两颗行星上极光的不同 ， 所以一个有产热的效果 ， 另一个没有 。
看起来 ， 他们的这个分析有理有据 ， 似乎可以解开气体行星能量危机的谜题了 。不过 ， 在完全证实之前 ， 他们仍然有很多工作要做——印证猜想 ， 确保这个猜测是正确的；计算出极光放热的能力 ， 看看是否足以让土星高空大气升温到现在的程度；如果不足 ， 那么或许土星上还有其他热源；对于木星、天王星和海王星来说 ， 也要满足同样的理论 。这就需要科学家们发射探测器去天王星和海王星附近实地观测才行 ， 不过对于现在的人类来说 ， 10年内能发射出这样的探测器就不错了 ， 如果想探索这个问题 ， 恐怕得差不多20年的时间 。
如果在其他气体行星上这个猜想也成立 ， 那么对于系外行星来说 ， 应该也会有同样的状况 。
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当然 ， 对于木星迷来说 ， 这可能不是个好消息 。很多木星迷还希望能够找到证据 ， 说明木星能够进行核聚变 ， 甚至期待它逆袭太阳的一天 。不过 ， 随着木星热源之谜接近破解 ， 不论从理论上还是实际上 ， 木星恐怕都没有能力和太阳叫板了……
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