美國宇航局的朱諾號探測器探測了木星的深處，揭示了這顆行星著名的漩渦風帶向下延伸數千公里。這項工作是對木星內部最清晰的一次觀察。
木星色彩斑斕的條紋是由風組成的 атмосферные patterns，這些風交替地向東和向西流動。到目前為止，研究人員還無法確定這些風帶是侷限於淺層還是深入到行星內部。“確定這一點是朱諾任務的主要目標之一，”團隊成員、以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的地球物理學家約海·卡斯皮在 10 月 18 日於猶他州普羅沃舉行的美國天文學會行星科學部會議上說。
朱諾號於 2016 年 7 月抵達木星，並一直以 每 53 天一次 的頻率繞其執行。該任務已經揭示了幾個神秘現象，例如木星斑駁的磁場 以及圍繞行星南北極旋轉的旋風，就像舞者圍繞著五月柱一樣。
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透過研究木星的引力場，研究人員可以探測到行星內部數千公里深處。在每次近距離飛掠中，朱諾號都會測量行星複雜的引力拖拽。這些觀測已經揭示木星有一個小的、“模糊的”、定義不清的核心1。
內部漩渦
最新的結果表明，木星的引力場是傾斜的，其南北半球的模式不同，法國尼斯蔚藍海岸天文臺的行星科學家特里斯坦·吉洛說。這表明其富含氫氣的氣體在行星深處不對稱地流動。“這是出乎意料的，”吉洛在會議上說。“我們完全不確定是否能夠看到這一點。”
瞭解木星內部結構的另一個線索來自重力場隨深度的變化方式。理論研究預測，重力訊號越大，氣體向深處流動的強度就越大2, 3。這些資訊對於梳理出木星的整個內部是否像一個單一的固體一樣旋轉，還是不同的層彼此獨立旋轉，就像一套彼此巢狀的俄羅斯套娃一樣，非常重要。
朱諾號探測到一個足夠強大的重力訊號，表明物質向下流動了 3000 公里。“我們只是將雲層和風延伸到內部，”卡斯皮說。未來的工作可能有助於確定不同深度流動的強度，這可以解決木星內部是否真的像俄羅斯套娃一樣的問題。
朱諾號科學家現在正在觀察重力資料還能告訴他們什麼，例如被稱為大紅斑的著名風暴在 атмосферные 層中延伸多遠。朱諾號上的另一臺儀器已經暗示，大紅斑的根部可能延伸到數百公里深處，甚至可能更深。“目前尚不清楚它是否深到足以在重力資料中顯示出來，”加州理工學院帕薩迪納分校的行星科學家大衛·史蒂文森說。“但我們正在努力。”
極地環流
朱諾號還以其他方式窺探了木星的深處。該任務的一大驚喜是每個極地的旋風群，朱諾號的相機在可見光和紅外波長下觀察到了這些旋風群。科學家們以前沒有發現這些風暴，因為朱諾號是第一個飛越木星極地地區的航天器。北極周圍有八個旋風，南極周圍有五個旋風——所有這些都很神秘，因為計算機模型表明，在旋轉的極地風中，如此小的風暴是不穩定的。
答案可能在於一個被稱為渦旋晶體的古怪物理概念，美國宇航局噴氣推進實驗室帕薩迪納分部的行星科學家法赫雷丁·塔巴塔巴-瓦基利說。這種晶體已經在一些地球現象中被觀察到，例如旋轉的超流體；當小渦旋形成並在嵌入它們的物質繼續流動時，它們就會誕生。
塔巴塔巴-瓦基利說，木星兩極周圍的流動可能建立了相同的動力學。他補充說，下一步是研究為什麼一個極地有八個旋風，而另一個極地有五個旋風。
在木星的極地旋風及其深層內部流動之間，朱諾號繼續從太陽系最大的行星中發掘新的驚喜。“很明顯，巨行星有很多秘密，”吉洛說。
本文經許可轉載，並於 首次發表於 2017 年 10 月 19 日。