美国国家航空航天局的朱诺号任务深入木星和木卫一表面

美国国家航空航天局朱诺号上的可见光成像仪JunoCam在2025年1月28日航天器第69次飞越期间，从木星云层顶部上方约36000英里（58000公里）的高度拍摄了木星北部高纬度地区的增强彩色视图。图像数据：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/SwRI/MSSS图像处理：杰基·布兰克（CC BY）

（蜘蛛网eeook.com）据美国国家航空航天局喷气推进实验室：该机构木星轨道器的新数据揭示了这颗气态巨星北部地区的强风和飓风，以及其炽热卫星上的火山活动。

美国国家航空航天局的朱诺号任务在仔细观察了木星云层覆盖的大气层及其炽热的卫星木卫一的表面后，收集了新的发现。这些数据不仅帮助开发了一个新模型，以更好地了解环绕木星气旋装饰的北极的快速移动的射流，还首次揭示了木卫一的地下温度分布，为了解卫星的内部结构和火山活动提供了见解。

4月29日星期二，在维也纳举行的欧洲地球科学联盟大会新闻发布会上，团队成员介绍了调查结果。

圣安东尼奥西南研究所朱诺号首席研究员斯科特·博尔顿说：“木星的一切都是极端的。这颗行星上有比澳大利亚还大的巨大极地气旋、猛烈的急流、太阳系中最火山的天体、最强大的极光和最恶劣的辐射带。”。“随着朱诺号的轨道将我们带到木星复杂系统的新区域，我们正在仔细研究这颗气态巨星所拥有的巨大能量。”

虽然朱诺号的微波辐射计（MWR）旨在探测木星云顶之下，但该团队也在木卫一上训练了该仪器，将其数据与木星红外极光成像仪（JIRAM）数据相结合，以获得更深入的见解。

“朱诺号科学团队喜欢将来自不同仪器的不同数据集结合起来，看看我们能学到什么，”美国宇航局南加州喷气推进实验室的朱诺号科学家Shannon Brown说。“当我们将MWR数据与JIRAM的红外图像结合起来时，我们对所看到的情况感到惊讶：有证据表明，在木卫一冷却的地壳下，仍然温暖的岩浆尚未凝固。在每个纬度和经度上，都有冷却的熔岩流。”

数据表明，卫星表面约10%的区域有这些缓慢冷却的熔岩残留物。这一结果可能有助于了解卫星如何如此迅速地更新其表面，以及热量如何以及如何从其内部深处移动到表面。

布朗说：“埃欧的火山、熔岩场和地下熔岩流就像汽车散热器一样，有效地将热量从内部转移到表面，在太空的真空中冷却自己。”

仅通过JIRAM数据，该团队还确定，在木卫一历史上最具活力的喷发（首次由红外成像仪在2024年12月27日朱诺号飞越木卫一期间发现）直到3月2日仍在喷出熔岩和火山灰。朱诺号任务的科学家们认为，它今天仍然活跃，并预计5月6日会有更多的观测，届时太阳能航天器将在距离约55300英里（89000公里）的地方飞过这颗炽热的卫星。

这张合成图像来自美国国家航空航天局朱诺号上的JIRAM仪器2017年收集的数据，显示了木星北极的中心气旋和环绕它的八个气旋。任务数据表明，这些风暴是持久的特征。图像：美国国家航空航天局/加州理工大学喷气推进实验室/瑞典航天研究所/意大利航天研究所/INAF/JIRAM

在2023年2月18日的第53轨道上，朱诺号开始进行无线电掩星实验，以探索这颗气态巨星的大气温度结构。通过这种技术，无线电信号从地球传输到朱诺号，并在旅程的两段中穿过木星的大气层。随着地球大气层弯曲无线电波，科学家们可以精确地测量这种折射的影响，以获得有关大气温度和密度的详细信息。

到目前为止，朱诺号已经完成了26次无线电掩星探测。最引人注目的发现之一是：首次对木星北极平流层顶的温度测量显示，该地区比周围环境低约11摄氏度，周围风速超过100英里/小时（161公里/小时）。

该团队最近的发现还集中在困扰木星北部的飓风上。JunoCam可见光成像仪和JIRAM多年的数据使朱诺号科学家能够观测到木星巨大的北极气旋和环绕它的八个气旋的长期运动。与地球上通常孤立发生在低纬度的飓风不同，木星的飓风仅限于极地地区。

通过跟踪气旋在多个轨道上的运动，科学家们观察到，由于一个称为“β漂移”的过程（科里奥利力和气旋的圆形风模式之间的相互作用），每个风暴都会逐渐向极地漂移。这类似于我们星球上的飓风的迁移方式，但由于缺乏为其提供燃料所需的温暖潮湿的空气，以及极地附近科里奥利力的减弱，地球上的飓风在到达极点之前就会分解。更重要的是，木星的气旋在接近极点时聚集在一起，当它们开始与邻近的气旋相互作用时，它们的运动会减慢。

以色列魏茨曼科学研究所的朱诺号联合研究员Yohai Kaspi说：“这些相互竞争的力量导致飓风以一种让人想起机械系统中弹簧的方式相互‘反弹’。”。“这种相互作用不仅稳定了整个结构，而且还导致气旋在中心位置周围振荡，因为它们围绕极点缓慢向西顺时针漂移。”

新的大气模型有助于解释气旋的运动，不仅在木星上，而且可能在包括地球在内的其他行星上。

博尔顿说：“朱诺号的一大优点是它的轨道是不断变化的，这意味着我们每次进行科学飞越时都会获得一个新的有利位置。”。“在延长任务中，这意味着我们将继续前往以前没有航天器去过的地方，包括在太阳系中最强的行星辐射带上花费更多时间。这有点可怕，但我们已经把朱诺号建造成了一个坦克，每次经过它时都会更多地了解这种强烈的环境。”

美国国家航空航天局喷气推进实验室是加州帕萨迪纳加州理工学院的一个部门，为圣安东尼奥西南研究所的首席研究员斯科特·博尔顿管理朱诺号任务。朱诺号是美国国家航空航天局新边疆计划的一部分，该计划由美国国家航空宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心为该机构位于华盛顿的科学任务理事会管理。意大利航天局资助了木星红外极光成像仪。位于丹佛的洛克希德·马丁航天公司建造并运营了该航天器。美国各地的其他机构提供了朱诺号上的其他几台科学仪器。