朱諾號(hào)新數(shù)據(jù)探測(cè)木星大紅斑的深度和結(jié)構(gòu)(Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al. / NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSSImage processing: Kevin Gill CC BY)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：研究人員在兩項(xiàng)展示來(lái)自朱諾號(hào)航天器新數(shù)據(jù)的研究中報(bào)告稱，木星標(biāo)志性的號(hào)新和結(jié)大紅斑 (GRS)（一個(gè)已經(jīng)在行球大氣層中攪動(dòng)了幾個(gè)世紀(jì)的16,000 公里寬的風(fēng)暴）比以前預(yù)期的更深入這顆氣態(tài)巨行星。這些發(fā)現(xiàn)揭示了對(duì)木星氣象學(xué)及其與行星更深內(nèi)部關(guān)系的數(shù)據(jù)深度無(wú)錫外圍空姐（微信189-4469-7302）無(wú)錫真實(shí)可靠快速安排新見(jiàn)解。木星的探測(cè)大氣層中充斥著巨大的風(fēng)暴和旋轉(zhuǎn)風(fēng)帶，包括典型的木星GRS（一場(chǎng)巨大到可以吞噬整個(gè)地球的風(fēng)暴）。然而，大紅目前尚不清楚這些風(fēng)暴是朱諾被局限于行星大氣層的最上層，還是號(hào)新和結(jié)延伸到行星更深處。
在兩項(xiàng)研究中，數(shù)據(jù)深度Scott Bolton和同事以及Marzia Parisi和同事分別使用來(lái)自朱諾號(hào)航天器的探測(cè)微波和重力測(cè)量來(lái)描述木星的大氣渦旋，包括 GRS。木星Bolton等人使用了朱諾號(hào)的大紅微波輻射計(jì) (MWR) 儀器來(lái)研究GRS以及另外兩個(gè)風(fēng)暴的垂直結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)它們延伸到水和氨預(yù)計(jì)會(huì)凝結(jié)的朱諾海拔或行星的云層以下。這對(duì)于GRS尤其如此。號(hào)新和結(jié)據(jù)作者披露，數(shù)據(jù)深度這表明在比以前預(yù)期的更深層次上存在著小規(guī)模的動(dòng)態(tài)過(guò)程，例如降水和下降氣流，這可能表明木星的內(nèi)部和大氣層深處之間存在聯(lián)系。
Parisi等人檢查了 GRS 的重力特征并進(jìn)一步局限其深度。朱諾號(hào)在 GRS 上空飛行時(shí)采取的重力測(cè)量中，Parisi等人探測(cè)到風(fēng)暴引起行星引力場(chǎng)的波動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，盡管GRS深深扎根于大氣層中，無(wú)錫外圍空姐（微信189-4469-7302）無(wú)錫真實(shí)可靠快速安排但它比為GRS提供動(dòng)力的周圍帶狀噴流要淺得多，后者延伸得更深。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，GRS 的深度不超過(guò)500（千米）公里，而周圍的噴流延伸到接近3,000公里的深度。
相關(guān)報(bào)道：NASA朱諾號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)木星大紅斑的深度可達(dá)數(shù)百公里
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：The Verge報(bào)道，美國(guó)宇航局（NASA）的朱諾號(hào)探測(cè)器正在揭示木星標(biāo)志性的大紅斑的巨大結(jié)構(gòu)，這個(gè)巨大的風(fēng)暴已經(jīng)在這顆氣態(tài)巨行星上肆虐了幾個(gè)世紀(jì)。通過(guò)幾次飛越這個(gè)圓形的風(fēng)暴，朱諾號(hào)幫助科學(xué)家們確認(rèn)，大紅斑不僅僅存在于上層表面，而是延伸到了行星本身的數(shù)百英里。
大紅斑的直徑約為10000英里，但是科學(xué)家們從未完全理解大紅斑有多深。它只是一個(gè)表面的事件，還是深入到了木星內(nèi)部？
現(xiàn)在，多虧了朱諾號(hào)上的兩個(gè)科學(xué)儀器，行星研究人員已經(jīng)為這個(gè)風(fēng)暴確定了一個(gè)相當(dāng)可靠的范圍。根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究，他們認(rèn)為風(fēng)暴的深度在186-310英里（約300-500公里）之間。與大紅斑的直徑相比，這可能看起來(lái)很小，但是這個(gè)深度仍然使得這是一個(gè)非常厲害的天氣事件。“這意味著這是一場(chǎng)巨大的風(fēng)暴，”以色列魏茨曼科學(xué)研究所的朱諾聯(lián)合研究人員Yohai Kaspi告訴The Verge。“如果你把這個(gè)風(fēng)暴放在地球上，它將一直延伸到空間站。所以它只是一個(gè)怪物。”
科學(xué)家們可以利用NASA在地球軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡或其他地基望遠(yuǎn)鏡來(lái)研究大紅斑。這些儀器幫助確定了該風(fēng)暴的直徑，但科學(xué)家們只能推測(cè)大紅斑的整體結(jié)構(gòu)。NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室朱諾號(hào)科學(xué)小組的研究科學(xué)家Marzia Parisi告訴The Verge：“他們中的一些人推測(cè)，它將是非常非常淺的，就像我們說(shuō)的幾十公里。還有一些人，他們認(rèn)為，‘嗯，理論上，它可以深入到木星的核心’。”
然后，在2011年，NASA發(fā)射了朱諾號(hào)探測(cè)器，這是一個(gè)旨在比以往任何航天器更接近木星的探測(cè)器。朱諾號(hào)花了五年時(shí)間穿越深空，在2016年，該航天器進(jìn)入了一個(gè)非常寬的圍繞木星的軌道，這個(gè)軌道將使朱諾號(hào)每53天接近該行星。在這些接近的過(guò)程中（或稱"perijoves"），朱諾號(hào)已經(jīng)收集了大部分關(guān)于木星的數(shù)據(jù)，以及可能在這個(gè)氣態(tài)巨人內(nèi)部徘徊的東西。
也許朱諾號(hào)任務(wù)中最令人興奮的部分是，該探測(cè)器是第一個(gè)飛越木星兩極的航天器--在任務(wù)開(kāi)始之前，人們從未見(jiàn)過(guò)這個(gè)星球上的區(qū)域。但是在2019年，朱諾號(hào)進(jìn)行了一個(gè)小的重新定向。科學(xué)家們調(diào)整了航天器的方向，兩次飛越大紅斑，以更好地了解風(fēng)暴下面的情況。
在這兩次飛越中，朱諾號(hào)測(cè)量了大紅斑的引力場(chǎng)，試圖弄清風(fēng)暴到底有多深。大紅斑是如此之大，以至于朱諾號(hào)航天器實(shí)際上可以感受到風(fēng)暴所產(chǎn)生的微小的重力擾動(dòng)。最終，重力信號(hào)顯示，該風(fēng)暴沒(méi)有延伸到500公里深的地方。科學(xué)家們隨后將這一信息與朱諾號(hào)早在2017年進(jìn)行的微波測(cè)量相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)該風(fēng)暴至少延伸到300公里深。這些測(cè)量結(jié)果為風(fēng)暴的深度提供了一個(gè)相當(dāng)好的最大和最小限制。
它們是迄今為止我們對(duì)大紅斑的結(jié)構(gòu)所得到的最好測(cè)量。但是它們也提出了一些問(wèn)題。首先，風(fēng)暴很深，但還不如周圍的一些噴流深，這些噴流延伸到木星的1800英里處。朱諾號(hào)也幫助確定了這些測(cè)量結(jié)果，科學(xué)家們不確定為什么那里會(huì)有差異。Parisi說(shuō)：“它的深度如此之深令人驚訝......但它沒(méi)有像噴流那樣深入。因此，在500公里處發(fā)生了一些事情，基本上抑制了大紅斑。”
這意味著仍有更多關(guān)于木星內(nèi)部事物是如何攪動(dòng)的知識(shí)。但是多虧了朱諾號(hào)，科學(xué)家們對(duì)這顆行星及其最著名的風(fēng)暴有了比以往更全面的了解。Parisi說(shuō)：“以前，我們只有這種2D視圖，只是從外面看。而現(xiàn)在我們有一個(gè)完整的三維視圖。”
相關(guān)報(bào)道：NASA朱諾探測(cè)器首次提供木星大氣層的3D視圖 以及大紅斑的內(nèi)部運(yùn)行情況
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：美國(guó)宇航局（NASA）圍繞木星運(yùn)行的朱諾探測(cè)器的新發(fā)現(xiàn)提供了一幅更全面的圖景，說(shuō)明這顆行星獨(dú)特而多彩的大氣特征如何為其云層下不為人知的過(guò)程提供線索。這些結(jié)果強(qiáng)調(diào)了環(huán)繞木星的云帶和云區(qū)、木星的極地氣旋以及大紅斑的內(nèi)部運(yùn)作情況。
研究人員周四在《科學(xué)》雜志和《地球物理研究：行星》雜志上發(fā)表了幾篇關(guān)于朱諾大氣層發(fā)現(xiàn)的論文。其他論文出現(xiàn)在最近的兩期《地球物理研究通訊》上。
NASA行星科學(xué)部主任Lori Glaze說(shuō)：“朱諾號(hào)的這些新的觀測(cè)結(jié)果為木星神秘的可觀測(cè)特征打開(kāi)了一個(gè)新的信息寶庫(kù)。每篇論文都揭示了該行星大氣過(guò)程的不同方面--這是我們的國(guó)際多元化科學(xué)團(tuán)隊(duì)如何加強(qiáng)對(duì)我們太陽(yáng)系理解的一個(gè)絕好例子。”
朱諾號(hào)在2016年進(jìn)入木星的軌道。迄今為止，在航天器37次飛越這顆行星的過(guò)程中，一套專門的儀器在其動(dòng)蕩的云層下面進(jìn)行了觀察。
“以前，朱諾號(hào)給我們帶來(lái)了驚喜，暗示木星大氣層中的現(xiàn)象比預(yù)期的要深，”來(lái)自美國(guó)西南研究院的朱諾號(hào)首席調(diào)查員、《科學(xué)》雜志關(guān)于木星渦旋深度論文的主要作者Scott Bolton說(shuō)。“現(xiàn)在，我們開(kāi)始把所有這些單獨(dú)的碎片放在一起，并首次真正了解木星美麗而劇烈的大氣層是如何運(yùn)作的--以3D方式。”
朱諾號(hào)的微波輻射計(jì)（MWR）使任務(wù)科學(xué)家能夠在木星的云頂之下進(jìn)行窺視，并探測(cè)其眾多渦旋風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)。這些風(fēng)暴中最有名的是被稱為大紅斑的標(biāo)志性反氣旋。這個(gè)深紅色的風(fēng)暴的直徑比地球還大，自從近兩個(gè)世紀(jì)前被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直吸引著科學(xué)家。
新的結(jié)果顯示，氣旋在頂部更溫暖，大氣密度更低，而在底部更冷，密度更高。反氣旋，其旋轉(zhuǎn)方向相反，頂部更冷，但底部更暖。
研究結(jié)果還表明，這些風(fēng)暴比預(yù)期的要高得多，一些風(fēng)暴延伸到云頂以下60英里（100公里），而其他風(fēng)暴，包括大紅斑，延伸到200多英里（350公里）。這一驚奇的發(fā)現(xiàn)表明，旋渦覆蓋的區(qū)域超出了水凝結(jié)和云層形成的區(qū)域，低于陽(yáng)光溫暖大氣的深度。
大紅斑的高度和大小意味著大氣質(zhì)量在風(fēng)暴中的集中可能會(huì)被研究木星重力場(chǎng)的儀器探測(cè)到。朱諾號(hào)在木星最有名的地方進(jìn)行了兩次近距離飛越，提供了搜索風(fēng)暴重力特征的機(jī)會(huì)，并補(bǔ)充了MWR關(guān)于其深度的結(jié)果。
隨著朱諾號(hào)以大約13萬(wàn)英里/小時(shí)（20.9萬(wàn)公里/小時(shí)）的速度在木星的云層上低空飛行，朱諾號(hào)的科學(xué)家們能夠使用美國(guó)宇航局的深空網(wǎng)絡(luò)追蹤天線，在超過(guò)4億英里（6.5億公里）的距離上測(cè)量每秒0.01毫米的速度變化。這使研究小組能夠?qū)⒋蠹t斑的深度限制在云頂以下約300英里（500公里）。
NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的朱諾號(hào)科學(xué)家、《科學(xué)》雜志上一篇關(guān)于大紅斑重力飛越的論文的主要作者M(jìn)arzia Parisi說(shuō)：“在2019年7月的飛越期間，獲得大紅斑的重力所需的精度是驚人的。能夠補(bǔ)充MWR在深度上的發(fā)現(xiàn)給了我們極大的信心，未來(lái)在木星的重力實(shí)驗(yàn)將產(chǎn)生同樣耐人尋味的結(jié)果。”
云帶和云區(qū)
除了氣旋和反氣旋之外，木星還以其獨(dú)特的云帶和云區(qū)而聞名--白色和紅色的云帶，環(huán)繞著木星。以相反方向移動(dòng)的強(qiáng)勁的東西向風(fēng)將這些帶子分開(kāi)。朱諾號(hào)之前發(fā)現(xiàn)，這些風(fēng)，或稱噴流，深度約為2000英里（大約3200公里）。研究人員仍在試圖解開(kāi)噴射流如何形成的謎團(tuán)。朱諾的MWR在多次經(jīng)過(guò)時(shí)收集的數(shù)據(jù)揭示了一個(gè)可能的線索：大氣層中的氨氣與觀察到的噴流明顯一致地上下移動(dòng)。
以色列魏茲曼科學(xué)研究所的研究生、《科學(xué)》雜志關(guān)于木星上類似于費(fèi)雷爾細(xì)胞的論文的主要作者Keren Duer說(shuō)：“通過(guò)跟蹤氨氣，我們?cè)诒卑肭蚝湍习肭蚨及l(fā)現(xiàn)了性質(zhì)類似于費(fèi)雷爾環(huán)流圈(Ferrel cell)的環(huán)流圈，它們控制著我們?cè)诘厍蛏系拇蟛糠謿夂颉５厍蛎總€(gè)半球有一個(gè)費(fèi)雷爾環(huán)流圈，而木星有八個(gè)--每個(gè)至少大30倍。”
朱諾的MWR數(shù)據(jù)還顯示，在木星水云下約40英里（65公里）處，云帶和云區(qū)經(jīng)歷了一個(gè)過(guò)渡。在淺層，木星的帶子在微波光中比鄰近的區(qū)域更亮。但是在更深的層次，在水云下面，情況正好相反--這揭示了與我們海洋的相似性。
英國(guó)萊斯特大學(xué)的朱諾號(hào)參與科學(xué)家、《地球物理研究》雜志上這篇論文的主要作者Leigh Fletcher說(shuō)：“我們把這一層稱為'Jovicline'，以類比地球海洋中的一個(gè)過(guò)渡層，即所謂的溫線--海水從相對(duì)溫暖急劇過(guò)渡到相對(duì)寒冷。”
極地旋風(fēng)
朱諾號(hào)之前在木星的兩極發(fā)現(xiàn)了多邊形排列的巨大旋風(fēng)風(fēng)暴--在北方有八個(gè)八角形排列，在南方有五個(gè)五角形排列。現(xiàn)在，五年后，任務(wù)科學(xué)家利用航天器的木星紅外極光成像儀（JIRAM）的觀測(cè)，確定這些大氣現(xiàn)象具有極強(qiáng)的彈性，保持在相同的位置。
羅馬國(guó)家天體物理研究所的朱諾號(hào)共同研究員、最近發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的一篇關(guān)于木星極地氣旋的振蕩和穩(wěn)定性的論文的主要作者Alessandro Mura說(shuō)：“木星的氣旋相互影響運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致它們圍繞一個(gè)平衡位置進(jìn)行振蕩。這些緩慢振蕩的行為表明，它們有很深的根源。”
JIRAM的數(shù)據(jù)還表明，就像地球上的颶風(fēng)一樣，這些氣旋想要向極地移動(dòng)，但是位于每個(gè)極地中心的氣旋將它們推回。這種平衡解釋了氣旋所處的位置和每個(gè)極點(diǎn)的不同數(shù)量。