NASA的朱诺号发现：木星上的风以圆柱形方式旋转

NASA的朱诺号发现：木星上的风以圆柱形方式旋转

NASA的朱诺号探测器在对木星的持续观测中，发现了一个令人惊讶的现象：木星上的风以一种圆柱形方式旋转，平行于行星的自转轴。这一发现不仅揭示了木星大气运动的奥秘，也为研究其他气态巨行星提供了新的视角。

NASA的朱诺号探测器在一次飞掠木星时拍摄的照片
（图源：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Image processing by Tanya Oleksuik CC BY NC SA 3.0）

NASA的朱诺号木星探测器观察到了木星上的风在它的大气层内来回穿梭。这些发现有可能提供更多关于木星神秘又动荡的内部结构的信息。

更重要的是，一个国际研究团队分析了朱诺号收集到的木星引力数据后，得出了一个令人惊讶的结论：木星的风以“圆柱形”方式吹过木星的大气，平行于行星的自转轴移动。

朱诺号自2016年就一直观察着木星大气内暴烈的活动，自它到达了这颗太阳系最大的行星后，朱诺号已经飞越了木星55次，它还在用科学仪器继续研究木星大气的内部结构。

“随着朱诺号继续它的旅程，我们也发现了一些可以重新定义木星的发现。这些发现很有可能是像木星这样气态巨行星的共性。对系外行星也适用。”斯科特·博尔顿说，“科学家们20年前预测的引力场数据与目前采集的数据惊人的相似。能看见模型与实测数据有着十分高的吻合度是一件非常好的事情。”

测量木星上的风

当朱诺号以大约20.9万公里每小时的速度——即战斗机速度的85倍穿梭在木星大气内，NASA的深空网络正在不断的检测这颗卫星的雷达信号，检测它微小的速度变化。

这些变化，有时甚至可以小到0.01毫米每分钟，是由木星引力场变化所导致的。测量这些引力场的变化对研究木星大气有着重要的意义。

这种雷达方法得出的数据促使了朱诺号的许多发现，包括发现木星的内核是一个之前与球状物体碰撞后的布满陨石坑的天体。研究人员也可以从这些数据中更好的了解木星的云带，这些云带从大气顶端开始，顶端下3000公里处结束。

终结了一个长达20年的关于木星上的风的辩论

这张图说明了木星上的风是以一种圆柱形的方式运动的，风的运动轨迹与自转轴平行
（图源：NASA/JPL-Caltech/SSI/SWRI/MSSS/ASI/ INAF/JIRAM/Björn Jónsson CC BY 3.0）

对木星内部的风建立模型需要不知雷达数据，为此，研究人员把目光转向了一种用于测量像地球一样的岩石行星的引力场的数学工具。把这个与朱诺号的数据结合起来，它们得出了一张分辨率是之前4倍的木星风图。

“我们应用了为类地行星开发的工具来处理朱诺号得出的数据，”莱恩·帕克，朱诺号科学家和朱诺号引力科学调查首席研究官这么说。“这时这种算法第一次应用在外行星上。·

这些数据与20年前的关于木星强大的纬向流的模型预测的数据相当的吻合，这说明木星上的风吹过的区域从大气顶端一直延伸穿过大气层。与之前模型不同的是，新的数据说明这些纬向流以圆柱形方式向内移动，并沿木星公转方向旋转，而非像之前模型预测的向四周扩散。

这简单的说明，自20世纪70年代关于木星内大气层结构和木星风的辩论正式的结束了。

“朱诺号测量的40个引力系数与假设木星风以圆柱形方式运动得出的计算结构高度吻合，”研究第一作者和朱诺号数据共同研究者尤海·卡斯皮说。“当我们发现40个系数全部吻合是，我们感觉就像中了彩票。”

本来用于测量岩石行星引力场的方法现在也可以用在外行星上去绘制一张高精度引力场强度图了。

对于朱诺而言，它的任务还没有结束。12月30日，这颗卫星会飞掠木卫一，与这颗充满火山的星球进行一次近距离接触。飞掠期间距离木卫一最近只有1500公里。

朱诺号的成果发布在了早些年的《自然·天文学》中。