萊斯特大學的科學家對在木星周圍軌道上捕獲的數據進行了研究，揭示了對這顆巨大行星的獨特和色彩斑斕的云帶下面的深層情況的新見解。

美國宇航局（NASA）朱諾號探測器攜帶的微波輻射計的數據顯示，木星的云帶延伸到云層的深處，而且木星的帶狀和區狀的外觀在云的底部附近發生了逆轉。微波光使行星科學家能夠凝視木星五彩斑斕的云層下的深處，了解更溫暖、更黑暗、更深層的天氣和氣候。

在壓力低于5 bar的高度（或大約是地球上平均大氣壓力的五倍），行星的帶狀云帶在微波光中閃閃發光，而區狀云帶則較暗。但是，在更高的壓力下（高于10bar），一切都會改變，讓科學家們看到了氣象學和環流中的一個意外逆轉。

萊斯特大學行星科學副教授、朱諾號任務的參與科學家Leigh Fletcher博士是發表在《地球物理研究-行星》雜志上的這項研究的主要作者。

他表示：“朱諾號任務的主要目標之一是窺視木星大氣層的云層之下，并探測更深的隱藏層。”

“我們的研究表明，那些五顏六色的云帶只是‘冰山一角’，中緯度的云帶不僅延伸到深處，而且似乎越往下就越改變其性質。”

“我們一直稱這個過渡帶為jovicline，它的發現只有通過朱諾的微波儀器才得以實現。”

木星最引人注目的屬性之一是其獨特的云帶外觀。行星科學家稱淺色的、白色的帶子為區，而較深的、紅色的帶子為帶。木星的行星級風在這些彩色條紋的邊緣以相反的方向，即東邊和西邊循環。一個關鍵的問題是，這種結構是否局限于行星的云頂，或者這些帶和區是否隨著深度的增加而持續存在。

對這一現象的調查是NASA朱諾號任務的主要目標之一，該航天器攜帶一個專門設計的微波輻射計，首次測量來自太陽系最大行星深處的輻射。

朱諾號團隊利用該儀器的數據，通過比以往任何時候都更深入地窺視木衛二大氣層來研究帶和區的性質。

朱諾號的微波輻射計在6個波長通道中工作，范圍從1.4厘米到50厘米，這些使朱諾能夠探測大氣層的壓力，從大氣層頂部接近0.6 bar的壓力到超過100 bar的壓力，大約250公里深。

在云層頂部，木星的帶狀云帶出現明亮的微波發射，而區狀云帶仍然是暗的。明亮的微波發射要么意味著大氣溫度較高，要么意味著沒有氨氣，而氨氣是微波光的強烈吸收者。這種構造一直持續到大約5bar。而當壓力超過10bar時，這種模式就會發生逆轉，區狀云帶變得微波明亮，而帶狀云帶變得黑暗。因此，科學家們認為，有些東西--無論是物理溫度還是氨的豐度--必須隨著深度的變化而變化。

Fletcher 博士將5 bar和10bar之間的這個過渡區域稱為jovicline，這是與地球海洋的溫躍層區域的比較，在那里海水從相對溫暖急劇過渡到相對寒冷。研究人員觀察到，jovicline幾乎與由冷凝水形成的穩定大氣層相吻合。

NASA噴氣推進實驗室（JPL）的Scott Bolton博士是朱諾號任務的首席調查員。他表示：“這些驚人的結果讓我們第一次看到了木星著名的區狀和帶狀云帶是如何隨深度演變的，揭示了以三維方式調查這顆巨行星大氣層的力量。”

有兩種可能的機制可能是造成亮度變化的原因，每一種都暗示著不同的物理結論。一種機制與帶狀和區狀的氨氣分布有關。氨氣對微波是不透明的，這意味著氨氣相對較少的區域在朱諾號的觀測中會更亮。這種機制可能意味著一個對立的環流單元的堆疊系統，類似于地球熱帶和中緯度地區的模式。

這些環流模式將在淺層的帶子里提供下沉，在深層的帶子里提供上涌--或者是強烈的風暴和降水，將氨氣從一個地方移到另一個地方。另一種可能性是，發射的梯度與溫度的梯度相對應，溫度越高，微波發射越大。溫度和風是相關的，所以如果這種情況是正確的，那么木星的風可能會隨著云層下的深度而增加，直到到達 jovicline，然后逐漸減弱，進入更深的大氣層--這也是NASA伽利略探測器團隊在1995年提出的，它在降落傘下下降到木星的云層時測量了風速。

可能的情況是，這兩種機制同時起作用，各自對觀察到的亮度變化作出部分貢獻。 科學家計劃了解為什么木星的環流會有這樣的表現，以及太陽系的其他巨行星是否也是如此。

萊斯特大學的科學家們在朱諾號5年的主要任務中一直是朱諾號團隊的成員。今年早些時候，萊斯特大學的研究人員與來自日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、波士頓大學、NASA戈達德太空飛行中心和國家信息與通信技術研究所（NICT）的同事合作，揭示了一個解決木星"能源危機"的解決方案。他們的研究發表在《自然》雜志上，表明木星強大的極光負責提供整個星球的熱量，盡管它只覆蓋了該星球面積的不到10%。

萊斯特大學的天文學家和行星科學家還將領導即將到來的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的木星觀測任務，并在歐空局（ESA）將于2022年發射的木星冰冷衛星探測器（JUICE）的科學和儀器方面發揮主導作用。

【來源：cnBeta.COM】

關鍵詞： 朱諾 木星 探測器