【博科园-科学科普】自从它于2016年7月在木星周围建立了轨道以来，“朱诺号”的任务一直在传回有关该气体巨人大气、磁场和天气模式的重要信息。每隔53天就会有一个被称为“perijoves”的轨道，探测器揭示了更多关于木星的有趣事情，科学家们将依靠它来更多地了解木星的形成和演化。
一圈气旋围绕着木星的南极旋转。图片版权：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
在最近的一次测试中，探测器成功地提供了地球内部最详细的数据。在这样做的过程中，它了解到木星强大的磁场是askew，它在北半球和南半球有不同的模式。这些发现在10月18日在犹他州普罗沃举行的美国天文学会行星科学分部第48次会议上发表。
自从天文学家开始用强大的望远镜观测木星以来，他们就已经意识到木星的旋转和带状外观。这些彩色条纹的橙色、棕色和白色是木星大气组成的结果，它主要由氢和氦组成，但也含有氨晶体和在阳光照射下改变颜色的化合物(aka)。chromofores)。
美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺号”(Juno)航天器发射主引擎减速，进入木星周围的轨道。图片版权：NASA/Lockheed Martin
直到现在研究人员还不清楚这些带是否局限于大气层的浅层，或者深入到地球内部。回答这个问题是“朱诺号”任务的主要目标之一，该任务一直在研究木星的磁场，以了解木星的内部大气层是如何工作的。根据最新的结果，朱诺团队得出结论，富氢气体在地球上的深度不对称。
这些发现也在一项名为“比较木星内部结构模型与朱诺重力测量”的研究中提出，并在5月28日的《地球物理研究快报》上发表。这项研究由加州大学伯克利分校的研究生肖恩·瓦尔(Sean Wahl)领导，包括魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)、西南研究所(SwRI)、美国宇航局戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)和喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)。
另一个有趣的发现是，木星的重力场因深度而异，这表明在3000公里(1864英里)处流动。结合之前的资料和这一最新数据表明，木星的核心是小的，这与木星之前的模型相一致，后者认为外层是气态的，而内部的则是由金属氢和岩石内核组成的。
正如Tristan Guillot——位于法国尼斯的蔚蓝海岸天文台的行星科学家，以及该研究的合著者——在会议期间指出的那样：这是出乎意料的事情，不确定我们是否能够看到…很明显巨行星有很多秘密。
插图显示朱诺的微波辐射计正在深入地观察木星的大气层。该图像显示了由波长排列的6个MWR通道的真实数据。图片版权：NASA/SwRI/JPL
当然需要更多的通行证和数据，以确定气体的流动在不同深度的强度，这可以解决木星内部结构的问题。与此同时，朱诺号的科学家们正在对探测器的重力数据进行大量的研究，希望看到它能教给他们什么。例如想知道这个大红斑到amotpshere有多远。
这种反气旋风暴最早出现于17世纪，是木星最著名的特征。除了足够大到可以吞下整个地球——测量大约16000公里(10,000英里)的直径——在它的边缘风速可以达到每秒120米(432公里/小时)。“朱诺”已经拍下了一些令人印象深刻的风暴照片，其他数据显示风暴可能会持续深入。
事实上在2017年7月10日，“朱诺号”探测器在木星的第六轨道(约6次)中通过了9000公里(5600英里)的大红斑。在它的八套科学仪器的指导下，探测器获得了读数，表明大红斑也可以延伸数百公里到内部，甚至可能更深。
正如加州理工学院(California Institute of Technology)的行星科学家戴维史蒂文森(David Stevenson)在此次会议上所说的那样：目前尚不清楚它是否如此之深，将会出现在重力数据中。
木星的大红斑，就像朱诺号宇宙飞船的JunoCam所拍摄的，距离大气层只有9000公里(5600英里)。图片版权：NASA/SwRI/MSSS/TSmith
朱诺在木星进入轨道后发现的其他重大惊喜包括在每根杆子上的气旋群。探测器的仪器在可见光和红外波段都能看到，因为它在行星上首次进行了机动，从极点到极点。由于“朱诺”号是历史上第一个以这种方式绕地球运行的太空探测器，科学家们以前不知道这些风暴。
总的来说，朱诺在北极周围发现了8个气旋风暴，在南极附近有五个。科学家们特别惊讶地看到这些，因为计算机模拟表明由于地球旋转的极地风，这样的小风暴在两极不会稳定。这个问题的答案，正如在演讲中所指出的，可能与一个被称为“漩涡晶体”的概念有关。
正如NASA喷气推进实验室的行星科学家和研究报告的合著者Fachreddin tabataba - vakili解释的那样，这样的晶体是在微小的涡旋形成的时候形成的，当它们被嵌入的材料继续流动时，这种晶体就会持续存在。这种现象在地球上以旋转超流体的形式出现，而木星旋转的两极可能也有类似的动力。
在朱诺在木星周围运行的短暂时间里，它揭示了很多关于木星的大气层、内部、磁场和内部动力学的信息。长在任务完成之后,将在2018年2月调查时撞上木星大气层——科学家们可能会筛选获得的所有数据,希望能解决任何剩余的神秘的太阳系最大的和最巨大的行星。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：Nature
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
