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Juno与我们的太阳系中的其他产品不同,展现出惊人的功能

发布时间:2018-05-14

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。学分:NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

美国宇航局朱诺特派团向木星收集的数据显示,这颗巨型大气层的大气风向深入大气,持续时间比地球上发现的类似大气过程要长。这些发现将提高对木星内部结构,核心质量以及最终原点的理解。

今天发布的其他朱诺科学成果还包括木星南北两极周围的巨大旋风是持久的大气特征,与我们太阳系中遇到的其他任何事物都不同。这些发现是关于Juno科学成果的四篇文章集的一部分,该成果发表在3月8日的Nature杂志上。

“这些惊人的科学成果是木星曲线球的又一例证,也证明了用新一代仪器从新视角探索未知的价值。 Juno独特的轨道和进化的高精度无线电科学和红外技术使这些范式转变的发现成为可能,“圣安东尼奥西南研究所Juno的首席研究员Scott Bolton说。 “Juno只是通过其主要使命的三分之一,而且我们已经看到了新木星的诞生。”

木星着名的地带和带的根部延伸的深度几十年来一直是个谜。重力测量由Juno在地球密集的飞行过程中收集,现在已经提供了答案。


em数百年来,这个气态巨型行星似乎笼罩在从黄昏到黎明的多彩云带中,被称为区带。这些乐队被认为是Jovian天气的表现,与以不同速度向东和向西吹来的风有关。这部动画展示了朱诺最近的一次发现,它展示了这些东西向的流动,也被称为喷射流深入地球大气层,深达约1900英里(3000公里)。由于木星的快速旋转(木星的日子大约需要10个小时),这些流动以嵌套圆柱体的形式延伸到与木星的旋转轴平行的内部。在这层之下,流动衰减,可能由木星强大的磁场减缓。这些水流的深度令科学家们惊讶,他们估计这些射流所涉及的总质量约为木星质量的1%(木星的质量超过地球的300倍)。 Juno测量重力场的前所未有的准确性揭示了这一发现。学分:NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / em

“Juno对木星重力场的测量表明了南北不对称性,类似于其区域和带所观察到的不对称性,”来自罗马Sapienza大学的Juno联合研究人员Luciano Iess和木星重力自然论文的主要作者说道。领域。

该计算机生成的图像基于木星北极地区的红外图像,该图像于2017年2月2日由朱诺上的Jovian红外极谱仪(JIRAM)仪器在航天器第四次通过木星期间采集。学分:NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

在气体行星上,这种不对称只能来自行星深处的流动;而在木星上,可见的东西向喷流同样是不对称的南北。射流越深,它所包含的质量越大,导致在重力场中表现出更强的信号。因此,重力不对称的大小决定了射流的延伸程度。

“伽利略在400多年前就看到了木星上的条纹,”来自以色列雷霍沃特Weizmann科学研究所的朱诺共同研究员兼木星天气层的自然论文的主要作者Yohai Kaspi说。 “到现在为止,我们对它们只有一种肤浅的理解,并且能够将这些条纹与木星喷气机上的云特征联系起来。现在,在Juno重力测量之后,我们知道了射流的延伸程度以及它们在可见云下的结构。这就像从高清晰度的二维图像转变为三维版本。“

这张电脑生成的图像显示了在木星南极观测到的旋风模式的结构。就像在北方一样,木星的南极也包含一个中央旋风,但它周围有5个直径从3,500到4,300英里(5,600到7,000公里)的旋风。学分:NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

结果是朱诺科学团队的一个惊喜,因为它表明木星的天气层更加巨大,比以前预期的更深。木星的天气层从最高点到深达1900英里(3000公里),包含约1%的木星质量(约3个地球质量)。

“相比之下,地球的大气还不到地球总质量的百万分之一,”卡斯皮说道,“木星的这样一个巨大的区域在不同的东西方乐队中旋转的事实绝对是一个惊喜。”

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

今天发布的另一个Juno结果表明,在天气层下面,地球几乎像刚体一样旋转。 “这真是一个了不起的结果,未来的Juno测量将帮助我们理解天气层和下面刚体之间的过渡过程,”尼斯蔚蓝海岸大学Juno联合研究员Tristan Guillot说。 ,法国,也是木星深层内部论文的主要作者。 “朱诺的发现对我们太阳系内外的其他世界都有影响。我们的结果意味着外部差分旋转区域在土星中至少应该是三倍深,在巨大的行星和褐矮星中应该是较浅的。“

“自然”杂志发表的一个真正惊人的结果是,朱诺的木星极点被Jovan的红外极谱仪(JIRAM)仪器拍摄的美丽的新影像。在红外光谱部分进行成像时,JIRAM可以同时很好地捕捉木星内部深处出现的光线,夜晚或白天。 JIRAM将天气层探测到距木星云顶30至45英里(50至70公里)处。

“在朱诺之前,我们不知道木星的两极附近天气如何。现在,我们能够每两个月观测一次极地天气,“罗马空间天体物理学和行星学研究所的Juno联合研究员Alberto Adriani说。 “北部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差不多 - 而南部的飓风甚至比那个大。他们有非常猛烈的风,在某些情况下达到220英里/小时(350公里/小时)的速度。最后,也许最值得注意的是,它们非常接近并且持久。没有什么比我们在太阳系中知道的更好的了。“

木星的两极与较低纬度环绕地球的较为熟悉的橙色和白色带和区域形成鲜明对比。其北极由一个中心旋风控制,周围环绕着八个环形旋风,直径范围从2500到2900英里(4000到4600公里)。木星的南极也包含一个中心旋风,但它被五个旋风直径范围从3,500至4,300英里(5,600至7,000公里)包围。几乎所有的极地旋风,两极都密集排列,旋臂与相邻的旋风分离器接触。然而,与飓风一样紧密,它们在本文详述的七个月的观测中保持独特的形态。

“问题是,为什么他们不合并?“阿德里安尼说。 “我们知道卡西尼的数据表明土星在每个极点都有一个单一的气旋涡旋。我们开始意识到,并非所有的天然气巨头都是平等的。“

3月8日Juno论文摘要可以在网上找到:

L.Iess等人的“木星不对称重力场的测量”,Nature vol.555,第220-222页(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25776Y.Kaspi等人,“Jupiter's atmospheric jet-streams延伸数千公里深“自然卷555页223-226(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25793 T. Guillot等,”抑制木星深层内部的差分旋转“,自然卷555页A.Adriani等人,“Cloths of Cyclones Encircling Jupiter's Poles”,Nature volume 555,216-219页(2018年3月8日)doi:10.1038 / nature25491

迄今为止,朱诺自从2016年7月4日进入木星轨道以来,已经完成了木星的10次科学考验,并且登录了近1.22亿英里(2亿公里)。朱诺的第11次科学考试将于4月1日举行。

Juno于2011年8月5日从佛罗里达州卡纳维拉尔角启动。在它的探索任务期间,朱诺在地球云层顶部上升低至约2,200英里(3,500公里)。在这些飞行期间,朱诺正在探测木星遮盖的云层下方,研究它的极光,以更多地了解这颗行星的起源,结构,天气层和磁层。

美国宇航局喷气推进实验室,加利福尼亚州帕萨迪纳,负责圣安东尼奥西南研究所首席研究员斯科特博尔顿的朱诺任务。 Juno是美国宇航局新边疆计划的一部分,该计划由美国国家航空和宇宙航行局科学任务理事会在阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心管理。意大利航天局(ASI)提供了两种仪器,Ka波段频率变换器(KaT)和Jovian红外极谱仪(JIRAM)。洛克希德马丁太空,丹佛,建造了太空船。

Source:DC Agle,Jet Propulsion Laboratory