朱诺号提供了有关木星神秘大气特征的新信息

2021年11月1日之前 新闻人员/消息来源

朱诺号于2011年8月5日发射成功地进入Jupiter的轨道于2016年7月4日。在每间航天器的37次Juliter迄今为止的每一艘传票中,一套专门的仪器套件在其动荡的云甲板下方凝视着。Juno任务的新结果突出了环绕木星的云带的内心工作,以及其极地旋风,甚至是伟大的红点。调查结果显示在杂志中的几篇论文中科学,地球物理研究杂志:行星,和杂志《地球物理研究快报

这张木星的可见光图像是由2017年1月11日使用哈勃广角相机3拍摄的数据创建的。在靠近顶部的地方,有一个长长的棕色特征,叫做“棕色驳船”,东西方向延伸72,000公里(近45,000英里)。大红斑突出在左下角,而被称为小红斑(木星科学家称之为椭圆形BA)的较小特征出现在右下角。图片来源:NASA / ESA / NOIRLab / NSF / AURA / Wong等人/ de Pater等人/ M. Zamani。

这张木星的可见光图像是由2017年1月11日使用哈勃广角相机3拍摄的数据创建的。在靠近顶部的地方,有一个长长的棕色特征,叫做“棕色驳船”,东西方向延伸72,000公里(近45,000英里)。大红斑突出在左下角,而被称为小红斑(木星科学家称之为椭圆形BA)的较小特征出现在右下角。图片来源:NASA / ESA / NOIRLab / NSF / AURA / Wong./德佩特./ M. Zamani。

“朱诺号”首席研究员、西南研究所研究员斯科特·博尔顿博士说:“此前,朱诺号给了我们一个惊喜,它暗示木星大气层的现象比预期的更深。”

“现在,我们开始把所有这些单独的片段放在一起,第一次真正了解木星美丽而猛烈的大气是如何工作的——用3D技术。”

“朱诺”号的微波辐射计(MWR)使科学家能够窥视木星云层顶部的下方,并探测其众多漩涡风暴的结构。这些风暴中最著名的是大红斑。

新的结果表明,木星气旋顶部温度较高,大气密度较低,而底部温度较低,大气密度较高。

反气旋以相反的方向旋转,顶部较冷,底部较热。

研究结果还表明,这些风暴比预期的要高得多,有些延伸到云层顶部以下100公里(62英里),有些则延伸到云层顶部以下。

这一惊人的发现表明,涡旋覆盖的区域超出了水凝结和云形成的区域,低于阳光使大气变暖的深度。

研究人员检查了大红斑的重力特征,并进一步限制了它的深度。

在“朱诺”号在大红斑上空飞行时所进行的重力测量中,他们检测到了风暴造成的行星重力场的波动。

他们发现,虽然GRS深深植根于大气中,但它比为GRS的围绕的带状喷射射门膨胀,这延伸得更深。

根据他们的发现,GRS的深度不超过500公里(311英里)。

在微波光中观察到的木星带和带,与云顶的颜色(左)和云顶的风(右)相比较。显示了微波光的两个波长,一个感应高度在水云之上,另一个感应高度在水云之下。图片来源:美国宇航局/喷气推进实验室/ SwRI /莱斯特大学。

在微波光中观察到的木星带和带,与云顶的颜色(左)和云顶的风(右)相比较。显示了微波光的两个波长,一个感应高度在水云之上,另一个感应高度在水云之下。图片来源:美国宇航局/喷气推进实验室/ SwRI /莱斯特大学。

除了气旋和反气旋,木星还以其独特的带和带而闻名——白色和红色的云带环绕着行星。向相反方向移动的强烈的东西向风将这些带分开。

朱诺号之前发现,这些风或急流的深度约为3200公里(1988英里)。

行星研究人员仍在试图解开喷射流是如何形成的谜团。“朱诺号”MWR在多次穿越过程中收集的数据揭示了一条可能的线索:大气中的氨气与观测到的喷射气流呈显著的直线上下移动。

魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究生克伦·杜尔(Keren Duer)说:“通过追踪氨,我们发现南北半球的环流细胞在本质上与‘法雷尔细胞’相似,后者控制着地球上的大部分气候。”

“地球每个半球有一个法雷尔细胞,而木星有8个,每个至少大30倍。”

“朱诺号”发回的MWR数据还显示,这些带和带在木星水云下约65公里(40英里)处发生转变。

在较浅的深度,木星的辐射带的微波光要比邻近的辐射带亮。

但在更深层次,在水云以下,情况恰恰相反——这揭示了与我们的海洋的相似性。

“朱诺号”团队成员、莱斯特大学研究员雷·弗莱彻博士说:“我们把这一层称为‘乔维科林带’,类似于地球海洋中的过渡层,也就是温跃层——海水从相对温暖到相对寒冷的过渡层。”

朱诺号之前在木星的两极发现了巨大的气旋风暴的多边形排列——8个在北方呈八角形排列,5个在南方呈五角形排列。

来自“朱诺号”木星红外线极光绘图仪(JIRAM)的新数据显示,这些大气现象非常有弹性,保持在相同的位置。

“木星的气旋会影响彼此的运动,导致它们在一个平衡位置上摆动,”朱诺团队成员亚历山德罗·穆拉博士说,他是国家天体物理研究所的研究员。

“这些缓慢振荡的行为表明,它们有很深的根源。”

JIRAM数据也表明,像地球上的飓风一样,这些旋风应该搬家,但位于每个杆的中心的旋风将它们推回。这种余额解释了旋风区所在的位置和每个极点的不同数字。

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