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你所看到的世界真的是真实的世界吗？土星的淡金色 ， 木星的红色带和彩色云 ， 海王星的深蓝色 ， 这些是大多数人看到行星在可见光谱中的样子 。 然而 ， 行星发出或反射的光波长超出了我们眼睛的能力 ， 比如红外线和紫外线 。 不过 ， 对科学家来说 ， 在这些波长中看到的东西 ， 实际上远比简单地用肉眼看到的行星更有价值 。 这是因为某些肉眼看不见的东西在红外线或紫外线下可能非常可见 ， 反之亦然 。 如果我们想知道在一颗行星上发现了什么物质 ， 电磁波谱可以再次帮助我们 。
大家好 ， 我是科学拓荒者 ， 本期内容 ， 我想重点介绍通过木星及其卫星的电磁光谱看到的东西 ， 以及利用这种不同的方法带给你一个崭新的视角 ， 去观看我们太阳系最大的行星 。
作为一个比较点 ， 让我们先看看木星在自然光下是如何出现的 。 经过木星的各种探测器表明 ， 它是一颗美丽的行星 。 你可以在可见光下看到木星的主要云层 ， 这些不是地球上的水云 ， 而是氨冰云 。 如果你仔细观察 ， 你可以开始察觉到这些云的不同高度 。 这些狭窄的黑暗区域实际上是由颜色较浅的高云层投下的阴影 。 这些云的海拔越高 ， 它们就越轻 ， 这可以在这个地区海拔最高的弹出云中看到 ， 它们是雪白的 。 木星大气中不同颜色背后的过程尚不完全清楚 ， 但据说是由于木星内部深处的化合物突然暴露在太阳的紫外线辐射下的上升流造成的 。 当它们上升到木星大气层的最高高度时 ， 这些化合物开始变暗 ， 最终再次下沉到较低的高度 。
但如你所见 ， 木星的氨云是不透明的 ， 我们看不透它 。 如果可见光是我们能研究的唯一波长 ， 那么木星的绝大部分将仍然是一个完全的谜 。 幸运的是 ， 我们也有仪器可以看到超出我们眼睛能力的东西 。 在红外线的某些波长中 ， 我们可以以全新的视角看到木星 。 也许最引人注目的是使用4.68 μm波长观测木星 ， 因为这显示了该行星的热量 。 非常有趣的是 ， 在这张由双子座天文台拍摄的照片中 ， 海拔较低的红色波段是最亮的 。
你看 ， 木星实际上释放的热量比它从太阳接收的热量要多 。 它的体积在缩小 ， 从而使它升温 ， 而这些热量最终会通过云层从行星中散发出 。 在云层最薄的地方热量最容易散失 ， 这就是为什么像可见光中的大红斑和白带这样的特征是暗的 。 幸运的是 ， 我们也不仅仅局限于木星的圆盘视图——这要归功于“朱诺号”探测器 ， 它现在正在环绕木星的轨道上 。
科学家再次用红外线观察木星的两极 ， 绘制出了一幅令人难以置信的漩涡的3D地图 。 木星的北极有9个看似恒定的漩涡 ， 其中8个呈方形 ， 围绕着一个位于正中央的大漩涡旋转 。 再一次 ， 你会注意到海拔最低的区域散发出最多的热量 。 因为这种波长只能显示热量 ， 大气中的薄雾和阴影不会像在可见光中那样挡住视线 ， 这意味着它可以给我们一个前所未有的3D漩涡结构视图 。 按照地球的标准 ， 这里仍然很冷 ， 即使是黄色的部分也只有-13°c ， 而较暗、海拔较高的地区是-83°c 。 由于热量来自木星本身 ， “朱诺号”无论白天还是黑夜都能看到这种景象 ， 它并不依赖于反射的阳光 。
风暴可以在可见光中发现之前先在红外线中出现 。 我们一起来看看哈勃拍摄的对比图 。 这些位于云顶下的近地大小的风暴比周围环境温度高得多 ， 这表明内部热量在产生大气扰动方面发挥了重要作用 。 当我们在这个波长上的时候 ， 我们也来看看木星的火山卫星——木卫一 。
不出所料 ， 木卫一的夜间完全被其表面的火山活动所照亮 ， 这让“朱诺号”很容易识别新的火山 ， 并跟踪我们之前已经观察的那些 。 “朱诺号”对木卫一进行了几次观察 ， 每一次都显示它是一个活动的蜂巢 。 一个真正的地狱般的世界 ， 但却十分迷人 。 事实上 ， 所有的伽利略卫星都用红外线进行了检测 ， 但使用的是特定波长 ， 可以揭示不同的东西 。 例如 ， 这是伽利略号探测木卫二的红外图像在1.5微米的水波段 。 当我们通过这个波长观察一个物体时 ， 我们可以看到水存在的位置 。 图片中的深蓝是最纯净的水冰的位置 ， 而其它颜色表示水冰和其它矿物质的混合物 。
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