朱诺号最新的发现已经揭开了木星严酷大气层和艾奥火热火山世界的面纱。
该航天器探测到木卫二地壳下温热的熔岩流，并发现了热量如何像宇宙散热器一样遍布其表面。与此同时，朱诺号的无线电信号揭示了木星极地温度的新细节，令人不寒而栗，而对极地周围大型气旋的长期追踪显示，它们以奇特的方式相互漂移、相互弹开。
木星云层之下与木卫一表面的新发现
美国国家航空航天局（NASA）的“朱诺”号太空探测器发现了木星及其火山卫星木卫一的新细节。科学家透过木星浓密的云层，深入木卫一表面进行观测，开发出了更详细的模型，用以描述围绕木星北极的快速移动急流。与此同时，他们还首次绘制出了木卫一的地下温度图，揭示了其内部结构以及持续火山活动的重要线索。
4 月 29 日，在维也纳举行的欧洲地球科学联盟大会上，研究人员介绍了这一发现。
“木星的一切都极端得令人难以置信。这颗行星上有比澳大利亚还大的巨型极地气旋、猛烈的急流、太阳系中火山活动最频繁的天体、最强大的极光和最严苛的辐射带，”圣安东尼奥西南研究所“朱诺号”首席研究员斯科特·博尔顿表示，“随着‘朱诺号’的轨道带我们进入木星复杂系统的新区域，我们将更深入地观察这个气态巨行星所释放出的巨大能量。”
本动画由美国国家航空航天局（NASA）“朱诺”号探测器上的JIRAM仪器提供的数据制作而成，展示了木星卫星木卫二在2024年12月27日飞掠期间其南极地区的状况。明亮的斑点是由火山活动引发的高温区域；灰色区域则是木卫二飞离观测视野时产生的。致谢：NASA/JPL/SwRI/ASI – JIRAM团队（A.M.）
朱诺号微波辐射计照亮木卫一
虽然“朱诺”号的微波辐射计（MWR）的设计初衷是研究木星深层大气，但任务小组也让它对木卫一进行了观测，并结合木星红外极光测绘仪（JIRAM）的数据，更全面地观测木卫一炽热的内部。
“朱诺号科学团队喜欢将来自不同仪器的各种数据集结合起来，看看我们能从中了解到什么，”美国国家航空航天局（NASA）位于加利福尼亚州南部的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的朱诺号科学家香农·布朗（Shannon Brown）说道。“当我们把微波辐射计（Microwave Radiometer）的数据与木星红外光谱仪（JIRAM）的红外图像结合起来时，我们所看到的景象让我们大吃一惊：木卫一冷却的地壳之下仍有尚未凝固的炽热岩浆的证据。在每个经纬度上，都有熔岩流正在冷却。”
木卫一的表面如同宇宙散热器
数据表明，月球表面约有10%的区域在表层之下有这些缓慢冷却的熔岩残余物。该结果可能有助于深入了解月球表面快速更新的原因以及月球内部热量如何传递到表面。
“木卫一的火山、熔岩区和地下熔岩流的作用就像汽车散热器，”布朗说，“它能高效地将内部的热量传递到表面，在太空的真空环境中冷却自身。”
仅观察 JIRAM 数据，团队还确定，木卫一历史上最猛烈的喷发（首次由红外成像仪在朱诺号于 2024 年 12 月 27 日飞掠木卫一时发现）在 3 月 2 日前后仍在喷发熔岩和火山灰。朱诺号任务科学家认为，该火山目前仍很活跃，并预计在 5 月 6 日，当这艘太阳能飞船在距离炽热的卫星约 55,300 英里（89,000 公里）处飞掠时，能观测到更多情况。
测量木星寒冷的极地温度
在其第53次轨道飞行时（2023年2月18日），“朱诺号”开始实施无线电掩星实验，以探索这颗气态巨行星的大气温度结构。利用该技术，无线电信号将从地球传输至“朱诺号”然后再传回地球，往返过程中两次穿过木星大气层。由于行星大气层会使无线电波发生弯曲，科学家可以精确测量这种折射的影响，从而得出有关大气温度和密度的详细信息。
目前为止，“朱诺号”已完成26次无线电掩星探测。其中最引人注目的发现包括：对木星北极平流层盖的温度进行了有史以来第一次测量，测量结果显示该区域的温度比周围区域低约11摄氏度，并且被时速超过100英里（161公里）的风所环绕。
气态巨行星顶端的旋风
该团队最近的研究发现也聚焦于木星北部挥之不去的气旋。借助JunoCam可见光成像仪和JIRAM探测器多年来的数据，朱诺号科学家得以观察木星北极巨大气旋及其周围八个气旋的长期运动情况。与地球上通常单独出现且位于低纬度的飓风不同，木星的气旋局限于极地地区。
科学家通过追踪气旋在多个轨道上的移动情况观察到，由于“β漂移”（科里奥利力与气旋的环形风场之间的相互作用）过程，每个风暴都会逐渐向极地方向移动。这类似于地球上飓风的迁移方式，但地球上的气旋在到达极地前会因缺乏维持气旋所需的温暖潮湿空气以及科里奥利力在极地附近减弱而消散。此外，木星的气旋在接近极地时会聚集在一起，当它们开始与邻近的气旋相互作用时，移动速度会减慢。
“这些相互竞争的力量导致气旋以类似于机械系统中弹簧的方式相互‘弹开’，”以色列魏茨曼科学研究所的“朱诺”号联合研究员约海·卡斯皮说，“这种相互作用不仅使整体结构保持稳定，还导致气旋在其中心位置附近振荡，同时缓慢向西、顺时针绕极旋转。”
这一新的大气模型有助于解释木星上气旋的运动，同时可能也适用于包括地球在内的其他行星上的气旋运动。
朱诺号危险重重却收获满满的旅程仍在继续
“朱诺号（Juno）的一个优点是其轨道在不断变化，这意味着我们每次执行科学飞掠时，都会获得一个新的有利观察点，”博尔顿（Bolton）说道。“在延长任务期间，这意味着我们将继续前往此前从未有任何航天器到达过的地方，包括在太阳系行星辐射最强的辐射带中停留更长时间。这有点吓人，但我们已把朱诺号打造得坚如坦克，并且每经历一次这样的强烈环境，我们都会对其了解更多。”
关于朱诺的更多信息
“朱诺号”(Juno)是美国国家航空航天局（NASA）的一架航天器，旨在探索木星的大气层、磁场和深层内部结构，为我们提供对这个太阳系最大行星的前所未有的深入了解。该任务由美国加州帕萨迪纳市加州理工学院下属的NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）负责管理，首席研究员为德克萨斯州圣安东尼奥市西南研究院(Southwest Research Institute)的斯科特·博尔顿(Scott Bolton)。
“朱诺号”是美国国家航空航天局（NASA）“新边疆”计划的一部分，该计划支持高优先级的太阳系探测任务，并由位于阿拉巴马州亨茨维尔市的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理，为华盛顿特区的科学任务理事会服务。
该探测器由洛克希德·马丁公司位于丹佛的太空部门制造并负责运行。“朱诺号”搭载了一系列尖端科学仪器，其中包括由意大利航天局出资的木星红外极光测绘仪 (JIRAM)。美国其他众多研究机构也提供了其他仪器，使得“朱诺号”成为一项高度合作的国际任务。
自2016年抵达木星以来，“朱诺号”已传回了大量惊人的数据和图像，揭示了这颗气态巨行星的动态大气、深层风暴、强大极光和神秘内核，同时还承受了太阳系中一些最恶劣的辐射条件。
不要错过任何突破：订阅SciTechDaily新闻简报。
