在抵達(dá)木星后， 美國(guó)宇航局(NASA)的朱諾號(hào)任務(wù)已經(jīng)開始提供服務(wù)--迫使科學(xué)家們重新評(píng)估他們認(rèn)為自己對(duì)這顆行星的了解。 發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的朱諾號(hào)的首批發(fā)現(xiàn)表明，木星的許多方面都打破了人們的預(yù)期--包括它的磁場(chǎng)強(qiáng)度、它的核心形狀、氨氣的分布和它兩極的天氣。這無(wú)疑使成為木星科學(xué)家的一個(gè)令人興奮的時(shí)刻。

朱諾號(hào)于2016年7月抵達(dá)木星，并開始了漫長(zhǎng)的、循環(huán)的第一條軌道，在8月27日飛回木星進(jìn)行第一次科學(xué)特寫(perijove)之前，它被帶離了木星。新的研究正是基于這次短暫的飛越。盡管朱諾號(hào)的引擎和航天器軟件最初存在問題，但該任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入了每隔53.5天進(jìn)行一次近距離飛越的常規(guī)模式--第六次這樣的飛越發(fā)生在5月19日，第七次在7月11日。

朱諾號(hào)的主要優(yōu)勢(shì)之一是它能夠透過云層的籠罩來(lái)研究下面的氣體，例如形成云層的物質(zhì)氨。氨的流動(dòng)有助于形成木星的獨(dú)特特征。人們預(yù)計(jì)這些氣體會(huì)在最頂層的云層下面得到很好的混合。研究人員發(fā)現(xiàn)，氨的濃度比預(yù)期的要低得多。

耐人尋味的是，大部分的氨都集中在赤道上，由于某種強(qiáng)大的上升力量，從木星的深處上升到云頂上?？茖W(xué)家們將此比作地球上的哈德里環(huán)流圈(Hadley Cell)。

科學(xué)家知道木星赤道上的氨氣增強(qiáng)已經(jīng)有一段時(shí)間了，但是他們從來(lái)不知道這個(gè)“柱子”有多深。然而，這只是木星上的一個(gè)位置，基于地球的紅外觀測(cè)表明，木星赤道周圍其他地方的羽流可能沒有這么強(qiáng)，而是可能是零星的。只有通過更多的飛越，科學(xué)家才能開始了解木星熱帶地區(qū)的奇怪動(dòng)態(tài)。

朱諾號(hào)獲得這批數(shù)據(jù)顯示，科學(xué)家此前在木星表面看到的帶狀結(jié)構(gòu)實(shí)際上只是“冰山一角”--木星的帶狀結(jié)構(gòu)一直延伸到350公里。這比通常認(rèn)為的木星上部幾十公里的"天氣層"要深得多。更重要的是，這種結(jié)構(gòu)并不是都是一樣的--它隨著深度的變化而變化，表明有一個(gè)大型的、復(fù)雜的循環(huán)模式。

重力和磁場(chǎng)

朱諾號(hào)還可以通過監(jiān)測(cè)木星內(nèi)部引力場(chǎng)對(duì)航天器軌道的細(xì)微調(diào)整，更深入地探測(cè)這個(gè)星球。最終，這些將被用來(lái)評(píng)估木星的核心，盡管這不可能從一個(gè)單一的周邊通道中完成。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，這顆行星有一個(gè)密集的核心，由大約10個(gè)地球質(zhì)量的重元素組成，占據(jù)了半徑的一小部分。但是新的測(cè)量結(jié)果與之前的任何模型都不一致--可能暗示了一個(gè)"蓬松"的核心分散在木星半徑的一半范圍內(nèi)。

事實(shí)上，木星的內(nèi)部似乎并不均勻。科學(xué)家們已經(jīng)花了數(shù)年時(shí)間，根據(jù)從很遠(yuǎn)的地方獲得的稀疏數(shù)據(jù)來(lái)開發(fā)木星的內(nèi)部模型--朱諾號(hào)現(xiàn)在正在對(duì)這些模型進(jìn)行極端的測(cè)試，因?yàn)樗w得如此之近。

木星擁有太陽(yáng)系中最強(qiáng)烈的行星磁場(chǎng)，造成了太陽(yáng)風(fēng)被減緩的堆積現(xiàn)象(被稱為弓形沖擊)。6月24日，朱諾號(hào)首次通過這一區(qū)域并進(jìn)入木星磁層。在它最接近的時(shí)候，木星的磁場(chǎng)強(qiáng)度是任何模型預(yù)測(cè)的兩倍，而且更不規(guī)則。

這很重要，因?yàn)樗砻鞔艌?chǎng)可能是在比預(yù)期更淺的深度產(chǎn)生的，在被認(rèn)為存在于非常高的壓力下的“金屬氫”層之上。如果得到證實(shí)，這對(duì)所有巨行星的磁場(chǎng)研究都有實(shí)質(zhì)性的影響。

兩極的混亂

在土星上，這種有組織的帶狀結(jié)構(gòu)一直持續(xù)到兩極，其中一個(gè)噴流呈現(xiàn)出奇怪的六邊形波浪圖案，環(huán)繞著一個(gè)類似颶風(fēng)的極地旋風(fēng)。但是木星的兩極是不同的。噴流的有組織結(jié)構(gòu)已經(jīng)消失了。沒有證據(jù)表明有六邊形或類似的東西。我們看到的不是一個(gè)旋風(fēng)，而是許多旋風(fēng)，被一大堆混亂和動(dòng)蕩的特征所包圍。

由于能夠看到小至50公里的結(jié)構(gòu)，朱諾號(hào)的相機(jī)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多明亮的氣旋，它們的外觀各不相同--有些看起來(lái)很尖銳，有些有清晰的螺旋，有些是蓬松的、彌漫的，最大的直徑約為1400公里。這與倫敦和馬略卡島之間的距離差不多。

像朱諾號(hào)這樣的任務(wù)，進(jìn)入了以前從未有機(jī)器人航天器探測(cè)過的區(qū)域，旨在對(duì)模型進(jìn)行極端的測(cè)試。如果它們被打破了，那么尋找失蹤的“拼圖碎片”將為木衛(wèi)二系統(tǒng)的物理學(xué)提供更深層次的見解。所有這些驚喜都是來(lái)自于第一次的近距離接觸，科學(xué)家相信還有很多啟示會(huì)出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： NASA 朱諾號(hào) 預(yù)期 木星