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木星的彩色乐队在地球上延伸数千英里

木星的彩色乐队在地球上延伸数千英里

发布时间:2018-05-14    浏览量:17

由西南研究院博士Scott Bolton领导的Juno科学研究小组已确定,木星外层大气所特有的橙色和白色带将延伸数千英里进入气体巨人的内部。朱诺还发现,典型的木星带和地带在气体巨人的两极消失了,而这些极地则被几何图案组织的大型飓风包围。图片由NASA / JPL / SwRI / MSS Cody Austin提供

在一年半美国宇航局的朱诺号宇宙飞船一直在围绕木星运行的过程中,由西南研究所博士斯科特博尔顿博士领导的科学小组发现,木星外层大气所特有的橙色和白色波段延伸数千英里进入气体巨人的大气。这些发现是关于Juno科学成果的四篇文章集的一部分,这些成果刊登在3月8日的Nature杂志上。

“由于Juno只有通过其主要任务的三分之一,我们正在接受一个全新的木星,它正在动摇我们对整个宇宙巨大行星的基本理解,”博尔顿说,该任务的首席研究员和合着者的自然论文。 “令人惊讶的是,我们长大后知道并喜爱的木星,穿过它的中间部分,穿着华丽的彩色乐队,现在也被称为美丽的深处。”

这四篇“自然”文章集中讨论了木星深处的内部结构以及包围木星两极的旋风集群的惊人发现。一篇论文讨论了朱诺独特的轨道,以及太空船精确的无线电跟踪系统如何测量木星的重力场。

“这个Juno系统在技术上非常先进,测量能力的精度已经提高了几个数量级,”博尔顿说。这种提高的准确度使科学家能够检测到木星结构在3000公里深处的不对称性。 “这种不对称反映了我们在木星的云层看到的东西,那些穿过木星的彩色带。”第二篇论文描述了这些带和区在木星的大气层中如何表现为喷流。

“这一发现令整个团队感到惊讶,”博尔顿说。 “朱诺数据显示,似乎木星上的天气模式延伸到远低于阳光穿透深度的地方,这意味着天气以外的东西可能会驱动这些力量。

“总的来说,木星的喷射流中含有大约1%的天然气巨人。这意味着相当于大约三个地球的质量以喷射流的形式在木星周围移动,“他继续说道。 “随着喷射流的移动,这是一个很大的气氛。在地球上,我们的大气还不到地球质量的百万分之一!“

第三篇论文研究木星的对称层是如何工作的,并报告说在木星下层,木星以刚体旋转。博尔顿说:“不知怎的,木星从喷流层转变而来,像顶层云层一样旋转到内部深处的一个刚体,在这里所有物体都会一起移动。 “过渡可能与木星强磁场的产生有关。”

这幅综合图像来源于美国国家航空航天局朱诺特派团对Jupiter Jovan红外线极谱仪(JIRAM)仪器收集的数据,显示了该星球北极的中心旋风和八个包围它的旋风。图片感谢NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

了解在未来几年内Juno未来主要任务的其余部分,将揭示大气层与更底层之间的过渡。第四篇论文首次详细介绍了熟悉的乐队如何让位于木星两极的几何图案组成的巨大旋风。

“在Juno之前,由于地球对地球的视角,科学家对木星的极点知之甚少,”他说。先前的太空船飞越赤道水平的天然气巨人,捕获了这些区域和带的美妙视野,但几乎没有透露极地地区的情况。 “原来,木星从极地角度来看很难辨认。”

在Juno的前五个轨道期间从每个极点上方获得的可见光和红外图像揭示了大旋风的持久多边形图案。在北方,八个环极旋风围绕着一个极地旋风。在南方,一个极地气旋被五个环极旋风包围。

“这些旋风巨大,风速高达每小时220英里,”博尔顿说。 “这些新颖的特点似乎是和谐共存的,紧密结合在一起并且持久。它们与卡西尼航天器在土星两极测量的单一风暴模式有惊人的不同。“

2011年推出的Juno于2016年抵达木星。每个53天后,太空船在靠近地球的方向摇摆,研究其极光并探测隐蔽的云层下面,以了解更多有关地球起源,结构,天气层和磁层的信息。

出版物:

“木星的非对称重力场的测量”,自然,第555卷,第220-222页(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25776 Yohai Kaspi等人,“木星的大气喷射流延伸数千“Nature,第555卷,第223-226页(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25793 Tristan Guillot等人,”A suppression of differential rotation in Jupiter's deep interior,“Nature,第555卷,第227页-230(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25775 Alberto Adriani等人,“围绕木星极点的旋风群”,Nature,第555卷,第216-219页(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25491

来源:西南研究院Deb Schmid

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