NASA的朱諾號探測器公佈了首批科研成果,刷新了人們對太陽系裡這顆最大行星的諸多認識。

木星南極的這幅影像,由NASA的朱諾號探測器在52000千米高空拍攝。圖中的卵形特徵都是氣旋,直徑可達1000千米。這是由朱諾號上的JunoCam在3次不同飛越過程中拍攝的照片合成的,圖片經過了色彩增強和球極平面投影處理。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
木星南極的這幅影像,由NASA的朱諾號探測器在52000公里高空拍攝。圖中的卵形特徵都是氣旋,直徑可達1000公里。這是由朱諾號上的JunoCam在3次不同飛越過程中拍攝的照片合成的,圖片經過了色彩增強和球極平面投影處理。圖片來源:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

NASA的朱諾號木星探測器公佈了初步研究成果,將太陽系裡這顆最大的行星描繪成了複雜、龐大且動盪不斷的一顆星球,有著地球般大小的極地氣旋,有著俯衝式的風暴系統一直深入到這顆氣態巨行星的核心,還有著團塊叢生的巨大磁場,可能暗示磁場的發源地要比以往人們所認為的更加靠近這顆行星的表面。

NASA總部朱諾號項目主管黛安·布朗(Diane Brown)說,「分享這些早期發現令我們很興奮,讓我們能夠更好地理解木星何以會如此迷人。飛抵木星是一段漫長的旅程,但首批結果已經證明這趟旅程是非常值得的。」

朱諾號於2011年8月5日發射,2016年7月4日進入環繞木星的軌道。這些發現來自於8月27日首次採集科學數據的那次飛越,當時朱諾號從木星旋轉的雲層上方大約4200公里處飛過。兩篇描述這些發現的論文即將發表在本週出版的《科學》雜誌上,還有另外44篇論文發表在《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)上。

「我們知道,木星會給我們準備一些意想不到發現。」來自美國西南研究院的朱諾號首席研究員史考特·博爾頓(Scott Bolton)說,「現在我們到了這裡,卻發現木星給我們準備的不只是意外,還有更大的驚喜。這裡發生了太多讓我們預料不到的事情,以至於我們必須退回一步,開始重新思考對木星整體的一個全新的認識。」

這些發現向前人們對木星的假設提出了挑戰,其中就包括朱諾號上的成像儀JunoCam拍攝的照片。這些照片顯示,木星的南北兩極都覆蓋著地球大小的風暴氣旋,密密麻麻堆在一起,彼此之間摩擦不斷。

「這些氣旋如何形成,這樣的排布有多穩定,木星的北極看起來為什麼跟南極不一樣,這些都讓我們困惑不已。」博爾頓說,「我們正在提出許多問題,比如:會不會這些結構是一個動態的系統,我們看到的只是一個階段,而到了明年,我們就會看到它消失?又或者這會不會是一個穩定的排布,這些風暴會不會彼此旋轉?」

另一個意外則來自於朱諾號上的微波輻射儀(MWR),它負責測量木星大氣發出的熱微波輻射,有些來自頂層的氨雲,還有一些來自大氣深處。MWR的數據表明,木星標誌性的雲帶神秘莫測,比如赤道附近的雲帶一直深入到大氣深處,其他緯度上的雲帶則演變成了其他結構。數據還表明,氨的含量變化幅度較大,隨著深度的增加而增長,一直持續到MWR所能測量到的最深處,也就是距離木星雲頂大約有幾百公里的深處。

在朱諾號任務之前,人們就知道木星擁有太陽系裡最強勁的磁場。朱諾號上的磁力儀(MAG)對這顆行星龐大磁層所作的測量表明,木星的磁場甚至比模型預期的還要更強,而且形狀也更不規則。MAG的數據表明,磁場強度高達7.766高斯,遠遠超過了預期,大約比地球上能夠找到的最強磁場還要強10倍。

「朱諾號讓我們能夠從前所未有靠近木星表面的地方來測量它的磁場。」來自NASA戈達德太空飛行中心的朱諾號副首席研究員、該任務磁場研究負責人傑克·康納尼(Jack Connerney)說,「我們已經發現,木星磁場似乎團塊叢生,在一些地方較強,另一些地方則較弱。這種不均勻的分佈暗示,產生木星磁場的發電機效應發生的地點可能更靠近木星的表面,位於金屬氫層之上。我們的目標是確定木星內部的發電機效應是在哪裡發生以及如何發生的,我們執行的每一次飛越都讓我們朝著這個目標更近了一步。」

朱諾號還被設計用於研究木星的極區磁層和木星強大極光的起源。這些極光輻射是由攜帶了能量的粒子與大氣分子相撞而產生的。朱諾號最初的觀測表明,木星上的這一過程似乎與地球上不同。

朱諾號沿著一條極地軌道繞著木星旋轉,絕大部分時間裡都離這顆氣態巨行星很遠。不過,每隔53天,這條軌道就會把朱諾號帶到木星附近的北極上空,從那裡開始為期2個小時的飛越,從北極一直飛到南極。在此期間,它攜帶的8台科學設備會採集數據,JunoCam相機也會抓住機會拍攝照片。第一次飛越期間採集的6MB數據,全部傳回地球要花1天半的時間。

「每隔53天,我們就會貼近木星飛越一次,給原先對木星的認識當頭澆一盆冷水,而且總會有新的發現。」博爾頓說,「下一次飛越會在7月11日,我們將從整個太陽系裡最標誌性的結構——木星大紅斑上空直接飛過。對於這一大團盤旋著的深紅色雲頂之下發生的事情,如果說有任何東西有可能去一探究竟的話,那一定非朱諾號和它所攜帶的能夠穿透雲層的科學設備莫屬。」

翻譯來源:NASA官網,A Whole New Jupiter: First Science Results from NASA’s Juno Mission

編譯:艾麥樂

編輯:Steed

本文來源於果殼網(微信公眾號:Guokr42),這是一個開放、多元的泛科技主題網站,提供負責任、有智趣的科技主題內容,歡迎關注他們。如需轉載請直接聯繫media@guokr.co