“朱诺”号发现了太阳系中独一无二的惊人特征

新的NASA JUNO调查结果有天文学家寻找答案

这张合成图像来自于美国宇航局“朱诺号”探测器上的木星红外极光绘图仪(JIRAM)收集的数据,显示了木星北极的中心气旋和环绕它的8个气旋。学分:NASA /姓名/ SwRI / ASI / INAF / JIRAM

收集的数据美国国家航空航天局朱诺号的任务木星表明煤气巨星的大气风吹进入其大气层,持续长于地球上的类似大气过程。调查结果将改善对木星的内部结构,核心群体,最终的原因的理解。

朱诺号今天公布的其他科学结果还包括,环绕木星南北两极的巨大气旋具有持久的大气特征,与太阳系中遇到的任何其他气旋都不同。这些发现是发表在3月8日的《自然》杂志上的《朱诺科学》四篇文章的一部分。

这些惊人的科学结果是木星曲线球的又一个例子,也证明了用下一代仪器从新的角度探索未知的价值。“朱诺号独特的轨道和不断发展的高精度无线电科学和红外技术使这些范式转变成为可能,”圣安东尼奥西南研究所朱诺号首席研究员Scott Bolton说。“朱诺号只完成了其主要任务的三分之一左右,我们已经看到了新木星的开始。”

木星着名地区的根源和皮带延伸的深度延伸几十年的谜。Juno收集的重力测量在行星的紧密捕获期间,现在提供了答案。


几百年来,这颗巨大的气态行星一直笼罩在从黄昏到黎明的彩色云带中,被称为带和带。这些带被认为是木星天气的一种表现,与以不同速度向东和向西吹的风有关。这个动画展示了朱诺最近的发现,这些东西向流动,也被称为喷射流,穿透到行星的大气层深处,深度约1900英里(3000公里)。由于木星的快速旋转(木星一天大约10小时),这些流动延伸到内部平行于木星的旋转轴,以嵌套的圆柱体的形式。在这一层之下,水流在衰减,可能由于木星强大的磁场而减慢。这些急流的深度让科学家们感到惊讶,他们估计这些急流的总质量大约是木星质量的1%(木星质量是地球质量的300多倍)。这一发现是史无前例的准确性“朱诺号”对重力场的测量。学分:NASA /喷气推进实验室加州理工学院/ SwRI / ASI

“朱诺号对木星重力场的测量显示出了一种南北不对称,类似于在其带和带中观察到的不对称,”罗马萨皮恩扎大学朱诺号的联合研究员卢西亚诺·伊斯(Luciano Iess)说,他也是《自然》杂志上一篇关于木星重力场的论文的主要作者。

“朱诺”号揭示了不可思议的喷射流

这张计算机生成的图像是基于2017年2月2日木星北极地区的红外图像,该图像是由朱诺号第四次飞越木星时搭载在其上的木星红外极光绘图仪(JIRAM)拍摄的。学分:NASA /姓名/ SwRI / ASI / INAF / JIRAM

在气体行星上,这种不对称性只能来自行星内部深处的流动;在木星上,可见的向东和向西的喷射流也同样不对称。喷流越深,其质量越大,引力场中产生的信号就越强。因此,重力不对称性的大小决定了喷射流延伸的深度。

“伽利略号在400多年前就观察到了木星上的条纹,”来自以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的朱诺号联合研究员尤海·卡斯皮(Yohai Kaspi)说,他也是《自然》杂志上一篇关于木星深层气象层的论文的主要作者。“到目前为止,我们对它们只有一个肤浅的了解,能够将这些条纹与木星喷流中的云特征联系起来。现在,通过朱诺号的重力测量,我们知道了喷流延伸的深度,以及它们在可见云层下的结构。这就像从2d图像到高清晰度的3d版本。”

朱诺号宇宙飞船发现了神秘的喷射流

这张计算机生成的图像显示了在木星南极观测到的气旋模式的结构。和北极一样,木星的南极也有一个中心气旋,但它被五个直径从3500到4300英里(5600到7000公里)不等的气旋包围着。学分:NASA /姓名/ SwRI / ASI / INAF / JIRAM

结果对于朱诺科学团队来说是一个惊喜,因为它表明木星的天气层更加巨大,比以前预期的更深入。从其顶部到1,900英里(3,000公里)的jovian天气层,含有约占木星的质量(约3个地球群众)。

“相比之下,地球大气层的质量还不到地球总质量的百万分之一,”卡斯皮说,“木星上有一个如此巨大的区域以东西分开的带状旋转,这绝对是一个惊喜。”

这一发现对于理解驱动这些强喷射流的本质和可能的机制很重要。此外,喷流的重力信号与木星核心的重力信号纠缠在一起。

朱诺今天公布的另一项结果表明,在气象层之下,这颗行星几乎以刚体的形式旋转。”这实在是一个了不起的结果,和未来的测量,“朱诺”号探测器将帮助我们了解天气之间的过渡工作层和下面的刚体,”说,特里斯坦•第5期的朱诺共同大学蔚蓝海岸,不错,法国和论文的主要作者在木星的内部深处。“朱诺号的发现对太阳系内外的其他星球都有意义。我们的结果暗示外差旋区至少要深三倍土星巨大的巨星和棕色矮星浅浅浅。“

发表在《自然》杂志论文上的一个真正令人震惊的结果是,朱诺号上的木星红外极光绘图仪(JIRAM)拍摄到的美丽的木星极地新图像。在光谱的红外部分成像,JIRAM同样能很好地捕捉到从木星深处发出的光的图像,无论是白天还是黑夜。JIRAM探测到木星云层顶部以下30到45英里(50到70公里)处的气象层。

“在朱诺之前,我们不知道木星杆附近的天气如何。现在,我们已经能够每两个月观察最近的天气,“Alberto Adriani,朱诺共同调查员从罗马的空间天文学和地图集学院,罗马和铅作者领先作者。“北方飓风中的每一个都与那不勒斯,意大利和纽约市之间的距离一样广,南方的距离甚至比这更大。在某些情况下,它们具有非常猛烈的风,达到,速度大至220英里/小时(350 kPH)。最后,也许是最重要的,它们非常靠近和持久。我们在太阳系中没有其他类似的东西。“

木星的两极与我们更熟悉的低纬度环绕木星的橙色和白色地带形成了鲜明的对比。它的北极主要是一个中心气旋,周围环绕着8个直径从2500到2900英里(4000到4600公里)直径的环极气旋。木星的南极也有一个中心气旋,但它被5个直径从3500到4300英里(5600到7000公里)不等的气旋所包围。在两极,几乎所有的极地气旋都非常密集,以至于它们的旋臂会与相邻的气旋接触。然而,尽管这些气旋之间的距离很近,但它们仍然是截然不同的,在论文中详细描述了七个月的观测结果中各自的形态。

“问题是,为什么他们不合并?”adriani说。“我们知道卡西尼号数据显示土星在每一极都有一个气旋涡旋。我们开始意识到,并非所有的气体巨星都是平等的。”

3月8日的摘要可以在线找到juno文件:

  • L. IESS等,“木星不对称重力场的测量”自然体积555,第220-222页(2018年3月8日)DOI:10.1038 / Nature25776
  • Y.Kaspi等,“木星的大气喷射流延长了数千公里,”自然体积555,第223-226页(2018年3月8日)doi: 10.1038 / nature25793
  • T. Guillot等,“Jupiter深入内部的差异旋转,”自然体积555,第227-230页(2018年3月8日)DOI:10.1038 / Nature25775
  • A. Adriani等人,“环绕木星两极的气旋团”,《自然》555卷,第216-219页(2018年3月08日)doi: 10.1038 / nature25491

迄今为止,JUNO已完成10种科学通过木星,并以2016年7月4日进入木星轨道以来,近12200万英里(2亿公里)。朱诺的第11届科学通行证将于4月1日。

“朱诺”号于2011年8月5日在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。在它的探索任务中,朱诺号在火星的云层顶部低空飞行,接近2200英里(3500公里)。在这些飞越过程中,朱诺号正在探测木星模糊云层下面,并研究其极光,以了解更多关于木星的起源、结构、气象层和磁层的信息。

位于加州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特·博尔顿管理朱诺任务。“朱诺号”是美国宇航局“新前沿”项目的一部分,该项目由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心(Marshall Space Flight Center)为美国宇航局科学任务理事会(Science Mission Directorate)管理。意大利航天局(ASI)提供了两个仪器,一个ka波段频率转换器(KaT)和木星红外极光绘图仪(JIRAM)。丹佛的洛克希德·马丁航天公司建造了这艘宇宙飞船。

3评论在“朱诺任务发现了太阳系中独一无二的惊人特征”

  1. 也许风暴是如此之大,并且保持分离是因为在地球上的地壳区域有开口(derp洞)。

  2. Monsignor博士,Esquire|2019年11月7日在上午3:32|回复

    我特此官方搬家为多洋气体巨头极性天气系统中的个体旋风,听觉后被称为“derp孔”,听到没有反对互联网的反对,动议是携带的,并且Derp孔现在是一个真正的科学事物

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