一個全新的木星:NASA朱諾任務的首個科學成果

上圖為木星南極圖像,是由NASA的朱諾探測器從32000英里(52,000公里)的高度拍攝。 橢圓狀區域為風暴,直徑最大者達600英里(1,000公里)。朱諾探測器的三個獨立攝像單元分別在日光、增強色彩和立體投影下拍攝多張圖片,最終合成此圖。

圖片來源:NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Betsy Asher Hall / Gervasio Robles

NASA朱諾任務的早期科學成果將太陽系中這顆最大的行星描繪成一個複雜,巨大而動蕩的世界。她擁有規模像地球大小的極地風暴;擁有能夠深入氣體星球內部的暴風團;擁有巨大的,可能比以前想像的更接近於行星表面的區域磁場。

NASA駐華盛頓總部的朱諾項目主管Diane Brown表示:「我們很高興能夠分享這些早期的發現,幫助我們更好地認識到木星迷人的魅力。前往木星的旅程非常漫長,但這些早期的結果已經表明此趟不虛此行。」

朱諾於2011年8月5日發射,2016年7月4日進入木星的軌道。同年8月27日,朱諾首次飛入大小約2,600英里(4,200公里)的木星風暴雲上空並且記錄了相關數據。該數據分別發表於本周(2017年5月25號)科學期刊的兩篇論文和《地球物理研究通訊》雜誌的44篇論文中。

來自聖安東尼奧西南研究所的朱諾首席研究員Scott Bolton說:「我們已經知道木星擁有巨大的引力,但現在我們發現木星輻射的能量比接收太陽的能量更多。對木星的研究給我們帶來了很多預期之外的難題。我們必須退後一步,重新認識這顆全新的木星。」

這段視頻由Eichst?dt,根據朱諾號拍攝的圖像製作。

朱諾攝像單元提供的圖片數據對我們先前的一些假設提出了挑戰,這些圖像顯示木星的兩極都覆蓋著密集聚集的漩渦風暴。

Bolton說:「我們困惑於漩渦風暴的形成,困惑於它們的穩定性以及為什麼它們在木星的北極看起來和南極不一樣。我們質疑這是否是一個動態系統,而我們現在看到的只是一種狀態,到了明年,它們會否消失;或者這是一個穩態,這些漩渦風暴是一直相互圍繞旋轉的?」

另一個驚喜來自朱諾的微波輻射計(MWR),它採樣了木星大氣層頂部的氨氣雲層和內部層的熱微波輻射值。微波輻射值的數據表明,木星的標誌性雲帶及其區域是非常神秘的。赤道附近的雲帶一直穿透到大氣層底部,而其他緯度的雲帶及其區域似乎會演變成其他形態。數據同時表明,氨氣層是相當不穩定的,它一直在往大氣層底下延伸,微波輻射計顯示它已經延伸了數百公里。

早在朱諾任務之前,人們已經了解木星在太陽系中具有最強的磁場。朱諾搭載的磁強計(MAG)對這顆巨大行星磁層的測量表明,木星的磁場比預期的假設模型更強,並且形狀更不規則。MAG數據表明其磁場大大超過了7.766高斯的猜想值,比地球上最強的磁場還要強大約10倍。

NASA戈達德太空飛行中心在馬里蘭州格林貝爾特進行磁場調查的首席研究員Jack Connerney表示:「朱諾向我們展示了我們從未見過的木星近地磁場。我們已經看到磁場的分布看起來是區域化的,它在某些區域更強,其他區域稍弱。這種不均勻分布表明,該磁場可能產生於近固態氫層表面。朱諾號執行的每一次飛掠都讓我們更接近木星磁場的來源和生成原理。」

朱諾號的設計目的還包括研究極地磁層和木星北部和南部強大的極光來源。這些極光由吸收能量的顆粒撞擊大氣分子引起。朱諾號的初步探測結果表明,這個過程在木星上的作用似乎不同於地球。

朱諾的環繞軌道位於木星的極地軌道之上,大部分軌道都遠離木星大氣層。但是,在每53天一次的環繞軌道上,朱諾將有兩個小時從木星北極慢慢靠近木星然後運行到木星南極上空。在此期間,朱諾的八個科學儀器開始收集數據,其攝像單元共享共聯開始拍攝圖片。期間收集的六兆位元組數據的下載可能需要1.5天。

跟隨朱諾號的視角掠過近木點,上圖由14張圖片拼接而成,拍攝於5月19日,展現了朱諾號2個小時的飛掠過程。

Bolton說:「每53天,我們都為木星的新發現而雀躍。在下回7月11日的飛掠中,我們將直接前整個太陽系中最具代表性的奇觀,那就是連孩子們都知道的木星大紅斑。朱諾和她的雲層科學探測儀即將前去探索這巨大的深紅風暴的玄機。」

NASA噴氣推進實驗室位於加州帕薩迪納,負責運營朱諾項目,西南研究所的Scott Bolton為項目主要研究員。 朱諾項目是NASA馬歇爾航天飛行中心所運營的「新前線」計劃的一部分,隸屬於科學任務管理局。探測器由位於丹佛的洛克希德·馬丁空間系統公司建造。(編輯:Karen Northon 翻譯:Bing 校對:柯寧,楊乃彰)

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