2021年11月29日 朱諾號(hào)拍下木星上的兩個(gè)風(fēng)暴

圖源NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

圖片處理：Kevin M. Gill。

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1、朱諾號(hào)“聽到”了木衛(wèi)二的耳語

在將近圣誕節(jié)的前幾天，2021年美國地球物理學(xué)會(huì)秋季會(huì)議在新奧爾良成功舉行。會(huì)上，朱諾任務(wù)的科學(xué)家們分享了在朱諾任務(wù)最近近距離飛越大型木星衛(wèi)星Ganymede（木衛(wèi)二）期間收集的音軌。朱諾號(hào)首席研究員斯科特-博爾頓分享了從朱諾號(hào)6月7日飛越期間收集的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生的50秒音軌。他說：

這段配樂足夠狂野，它能讓你感覺到當(dāng)朱諾號(hào)二十多年前第一次駛過木衛(wèi)二時(shí)那種身臨其境的震撼感。如果你側(cè)耳仔細(xì)聆聽，你可以聽到在錄音的中點(diǎn)附近聲音的頻率突然變高，這代表著朱諾號(hào)已經(jīng)進(jìn)入了木衛(wèi)二的磁層中的不同區(qū)域。

在該任務(wù)的第34次環(huán)木星的旅途中，朱諾號(hào)飛到了最接近加尼美德的地方，此時(shí)航天器距離加尼美德的表面只有不到645英里（1038公里），它以每小時(shí)41600英里（67000公里）的相對(duì)速度飛行。朱諾號(hào)的 "波浪 "儀器收集了這些數(shù)據(jù)，該儀器對(duì)木星磁層中產(chǎn)生的電波和磁波進(jìn)行了調(diào)整。科學(xué)家們隨后將頻率轉(zhuǎn)移到音頻范圍內(nèi)，制成了下面的音軌。

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2021年6月7日，朱諾號(hào)拍攝了這張木衛(wèi)二（木星最大的衛(wèi)星）的照片

圖源：?NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ MSSS

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2、一個(gè)富有磁性的大藍(lán)斑

美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的工作人員Jack Connerney在秋季AGU會(huì)議上說，他和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制作了迄今為止獲得的最詳細(xì)的木星磁場(chǎng)圖。該地圖是由朱諾號(hào)在主要任務(wù)期間從32個(gè)軌道上收集的數(shù)據(jù)匯編而成?？茖W(xué)家們說，它給木星的神秘的大藍(lán)斑提供了新的見解。大藍(lán)斑是木星赤道上的一個(gè)磁力異常點(diǎn)。朱諾號(hào)的數(shù)據(jù)表明，在航天器運(yùn)行的五年中，這個(gè)氣體巨行星的磁場(chǎng)發(fā)生了變化。相對(duì)于木星內(nèi)部的其他部分，大藍(lán)斑正以每秒2英寸（4厘米）的速度向東漂移。按照這個(gè)速度，大藍(lán)斑應(yīng)該會(huì)在大約350年內(nèi)繞木星一圈。

相比之下，大紅斑（木星赤道以南的長期大氣反氣旋）正在以較快的速度向西漂移，它只需大約4年半的時(shí)間就能繞木星一圈

此外，新版地圖顯示，木星上的帶狀風(fēng)正在拉伸著大藍(lán)斑。帶狀風(fēng)是木星上自東向西和自西向東的噴流，它使木星具有獨(dú)特的帶狀外觀。這意味著在該行星表面測(cè)量的帶狀風(fēng)可以延伸到該行星的內(nèi)部。

新的磁場(chǎng)圖也使負(fù)責(zé)朱諾號(hào)的科學(xué)家能夠?qū)⑵渑c地球的磁場(chǎng)進(jìn)行比較。這些數(shù)據(jù)向研究小組表明，木星內(nèi)部存在一種類似發(fā)電機(jī)的現(xiàn)象，這也是木星產(chǎn)生磁場(chǎng)的機(jī)制。它發(fā)生在金屬氫中，就在一層氦氣雨的籠罩之下。

這張木星的磁場(chǎng)圖突出了大藍(lán)斑區(qū)域，那里有強(qiáng)烈的磁通量。黑線則表示扭曲大藍(lán)斑的帶狀風(fēng)。帶狀風(fēng)是木星上強(qiáng)大的大氣風(fēng)，它沿著木星最上層可見的大氣帶形成邊界。向南的帶狀風(fēng)將大藍(lán)斑拉向西方，向北的帶狀風(fēng)將大藍(lán)斑的磁場(chǎng)拉向東方。

圖源NASA/JPL-Caltech/SwRI/John E. Connerney。

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3、地球的海洋與木星的大氣層

Lia Siegelman是物理海洋學(xué)家和加州大學(xué)圣地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所的博士后研究員。她在注意到木星極地的氣旋似乎與她在讀博士期間研究的海洋渦流有相似之處后，決定研究木星大氣的動(dòng)力學(xué)。她說：

當(dāng)我看到木星氣旋周圍豐富的湍流，以及所有的絲狀物和較小的渦流時(shí)，我想起了在海洋中看到的渦流周圍的湍流。這些在地球海洋中的渦流在高分辨率衛(wèi)星圖像中清晰可見。這些渦流其實(shí)是由浮游生物的繁殖表現(xiàn)出來的，而浮游生物的繁殖正是是流動(dòng)的追蹤器。

美國宇航局解釋說：

木星極點(diǎn)的簡(jiǎn)化模型表明，在木星上觀察到的那些渦流的幾何模式會(huì)自發(fā)地出現(xiàn)，且永不消失。這意味著該行星的基本幾何構(gòu)造可以形成這些非常有趣的結(jié)構(gòu)。

盡管木星的能源系統(tǒng)的規(guī)模比地球的大得多，但了解木星大氣層的動(dòng)態(tài)有助于我們了解在地球上的物理機(jī)制。

左圖是地球上挪威海的浮游植物群，而右邊是木星大氣中的湍流云。它們看起來如此相像，不是嗎？海洋學(xué)家利用朱諾號(hào)的圖像來研究木星兩極的湍流大氣，幫助我們了解驅(qū)動(dòng)那里風(fēng)暴的力量。

圖源NASA OBPG OB.DAAC/ GSFC/ Aqua/ MODIS

圖片處理：Gerald Eichstadt.

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4、朱諾號(hào)拍攝的木星薄環(huán)圖像

在秋季AGU會(huì)議上，朱諾團(tuán)隊(duì)還公布了其最新的木星微弱塵埃環(huán)的圖像，該圖像是由航天器的恒星參考單元導(dǎo)航相機(jī)從環(huán)內(nèi)向外拍攝的。美國宇航局說：

圖像中能夠看到最亮的細(xì)帶和鄰近的暗區(qū)，它們與木星的兩個(gè)小衛(wèi)星Metis和Adrastea產(chǎn)生的星際塵埃有關(guān)。該圖像還捕捉到英仙座的懸臂。

位于帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的朱諾號(hào)恒星參考單元儀器的首席聯(lián)合研究人員海迪-貝克爾說：

我們可以通過5億英里外的航天器來凝視這些熟悉的星座。它們依舊如此驚艷，但一切看起來與我們?cè)诘厍蛏系暮笤盒蕾p它們時(shí)別無二致。

這是一個(gè)令人敬畏的提醒，提醒我們是多么的渺小。無垠的星海，里面還有無數(shù)的未知等待我們的探索。

朱諾號(hào)拍攝了這張木星薄環(huán)的圖像，背景中的英仙座清晰可見

圖源：美國航天局

結(jié)語：自從朱諾號(hào)于2016年抵達(dá)這顆巨行星以來，它一直在研究木星及其衛(wèi)星。以上是它的四個(gè)最新發(fā)現(xiàn)，它們?cè)?021年12月的美國地球物理學(xué)會(huì)會(huì)議上公布。

BY：Editors of EarthSky

FY：Astronomical volunteer team

作者：《地球天空》編輯部

所屬欄目：天文志愿者團(tuán)隊(duì)

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