复杂神秘的木星！“朱诺号”探测器，将为我们解答其部分谜题

青岛奥湾影像

即便是一个业余的天文观测者也能看到木星的大概，那就是我们太阳系最为典型的标志—木星表面的大红斑。这个大红斑是一个比地球大2到3倍的持续风暴，加之木星显而易见的风暴云带就足以说明木星的复杂性。

人类已经观测木星将近200年了，所以我们很早就知道它有与众不同的经历，现在朱诺号探测器已经抵达木星，然而木星的复杂性可能远远超乎我们的想象。

西南研究所朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿说到：“我们没有预料到木星上发生如此多的变化，以至于我们不得不重新思考这颗木星”

目前，由朱诺相机传回的这张令人震惊的图片抢尽了风头，我们为之乐道的这张图片可能会激发人类关于木星的想象力，这正是以科学为核心的朱诺号的任务所在。

关于木星，它只是我们经常见到的图片其中之一。NASA邀请了很多相关人士对朱诺相机拍摄的图片进行加工，以供任何人使用。

图片来自：美国航天局/西南研究院/ 马林空间科学系统 / 杰拉尔德·艾希斯塔德 / 肖恩·多兰 © public domain

图片来自：美国航天局/西南研究院/ 马林空间科学系统 / 杰拉尔德·艾希斯塔德 / 肖恩·多兰 © public domain

朱诺号探测器在2016年7月抵达木星，并且在2016年8月27日完成了第一次数据传输。经过木星后，他到达了距离木星云层顶端4200km的地方，第一次探测结果发表在《科学》杂志和《地球物理研究快报》上。

这些结果证实了我们在遥远的地球观测木星的猜测：它是一个风暴咆哮、极其复杂的世界。

“早先我们分享的发现能更好地帮助我们理解到底是什么让木星如此迷人，这非常令人振奋” 朱诺的项目主管戴安·布朗在华盛顿NASA总部说到，“虽然这次旅行时间和空间上很长，但是第一次结果就证明了它是很有意义的”。

木星的磁场

我们早就知道木星拥有太阳系最强的磁场。实际上，磁场决定着朱诺号探测器的设计和任务本身的规划。朱诺号的磁强探测计已经测出了这颗气态巨星的磁层，并且探测计显示木星的磁场要强于我们的预期，磁场的形状也是不规则的。实际磁场强度为7.66高斯（高斯单位制）约为地球的10倍强度。

磁场的不规则现象表明磁场产生的地方比我们想象更接近地表。地球是从地核产生磁场，但是由于木星表面磁场的区域性，即某些区域要比其他区域磁场强所以这颗气态巨星的磁场可能会产生于它的金属氢层。

朱诺号的第一次数据显示木星磁场的产生比我们想象更接近于表面，它可能产生于金属氢层。

图片：来自于Kelvinsong-Own work，CC BY-SA 3.0

“朱诺号给了我们接近木星的磁场图片，这是我们之前没有的” 杰克·康奈说到，朱诺号副首席研究员。

“朱诺号给了我们接近木星的磁场图片，这是我们之前没有的” 杰克·康奈说到，朱诺号副首席研究员，同时也是马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心磁场探测任务的负责人。“我们已经看到磁场呈区域状：有的地方强有的地方弱。这种不均匀的分布显示了磁场可能由靠近金属氢层表面的‘发动机’产生。每一次探测都使我们更接近于探求这个‘发动机’在哪工作以及如何工作。”

木星的大气层

朱诺号的微波辐射计用来探测木星厚厚的大气层，它可以检测到大气层热微波辐射，既可以在表层也可以在深层。微波辐射计的数据显示风暴带本身就是个谜团。

这幅艺术家的插图展示了朱诺号的微波辐射计对木星大气深处的观测。这幅图像显示了6个MWR通道的真实数据，按波长排列。Credit: NASA/SwRI/JPL

木星赤道附近的风暴带一直延伸到大气层深处，而其他纬度风暴带似乎也在随时间不断变化为其它结构。微波辐射计可以探测至大气层深处几百公里，在那里它发现氨含量的变化无常且随着深度的增加浓度不断提高。

极地和极光

木星是两极强烈的激光活动的家园。朱诺号其中一个任务就是探索这些极光和产生他们的两极强磁场。初期的观察表明木星的极光产生不同于地球。朱诺号所在的点对于研究木星磁层和极光独一无二，它延伸的极地轨道允许它跨越从弓形波到木星的整个磁层。

在朱诺号执行任务时它的轨道相对于木星倾斜了一定角度，导致它越来越深入木星的强辐射带。这也给了朱诺号去探究磁层结构的能力。Credit: NASA/JPL-Caltech

通过这篇描述木星磁层极光相关数据的文章，许多观测结果都有地球的相似物。但是其他方面则是木星独有的没有地球相似物。

“木星和太空环境相互作用的概念模型有着根本性的不同”来自J. E. P. Connerney et. al., 2017

作者总结到：“我们观察到等离子体从电离层上涌，这提供了一种机制，帮助木星填充其磁层。与主极光相关的磁场定向电流的弱点和在极地广泛分布的电子束表明木星和外太空相互作用的模型概念有着本质的区别。”

极地风暴

朱诺相机发现了木星大气层一些令人费解的特点。极地由浓密的地球大小的漩涡风暴组成。由于他们还只是被短暂的观察，所以这仍有一些未解之谜。

“我们还不清楚他们是怎么形成的，他们的结构有多稳定，为什么北极看起来和南极会有所不同？”博尔顿说到，“我们疑惑是否这是一个动力系统，是否我们看到的只是其中一个阶段，明年我们就会看到它结束，还是这些稳定的风暴漩涡之间彼此循环？”

这些拥挤在木星极地的风暴漩涡有是这个气态巨星另一个未解之谜。在这张图片中，地球大小的风暴漩涡在南极区互相碰撞。图片：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

大红斑：朱诺号的下一个目标。

朱诺号的预定轨道使它能够近距离接触云层顶端以便开展更重要的科学实验。即便这样轨道距离木星也很远。每隔53天它就会对木星进行一次俯冲然后开始下一次的观测。

“每53天，我们就会因木星而尖叫一次，因为我们会被上面的科学仪器的消防水带所淋湿，并且我们都会有新东西发现。”朱诺号在西南研究所的首席研究员斯科特·博尔顿说到，“在下一次俯冲也就是7月11号，我们会直接飞到整个太阳系最具象征意义地方—即便每一个小学生都知道的地方—木星的大红斑。如果说谁弄清了这个大红斑的下面的情况那它一定是朱诺号和他的科学实验仪器”

朱诺相机的下一个实验目标木星大红斑，图片来自NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko

每次略过木星朱诺号都会采集大约6兆的数据然后通过深空网络传回地球，之后再对数据进行分析并发布。

朱诺号从进入木星到离开会有很多次飞行任务，我们期待更多的惊喜更多的谜团的答案从始至终。

作者: universetoday

FY: 一心

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