壯觀！在木星神秘的雲層下面窺視，這比NASA的預期要極端！

「朱諾號」探測器自2011年發射以來，一直在提供一些史詩般的科學技術，這一次，它向人們展示了木星神秘的深度——以及它怪異的引力場。

今天發表在《自然》(Nature)雜誌上的三項研究，探索了木星的重力場，以揭示木星的大氣層到底有多活躍;它擴展了多深;當大氣層結束時木星內部是什麼。

在義大利羅馬薩皮恩扎大學的Luciano Iess領導的第一篇論文中，一組研究人員使用了「朱諾」的多普勒或紅移數據，因為它圍繞木星運行。這與朱諾的速度直接相關，而朱諾的速度反過來又受到木星引力的影響。

該團隊的分析得到了一個高精度的應答器的幫助，它測量了朱諾的速度下降到0.01毫米/秒的精度，即使是在以70公里/秒的速度飛行的速度。

正如加州大學聖克魯茲分校的行星科學家喬納森·福特尼(Jonathan Fortney)在一篇隨同的評論中所說的那樣，這是「毫無意義的壯舉」，因為這支團隊必須考慮到朱諾所經歷的每一個微小的加速度，包括那些不是由木星重力造成的。

我們已經知道，由於某種原因，木星的引力場是不對稱的。Iess的團隊研究了該領域的所有組件，包括對稱和非對稱。

因為朱諾在極地軌道上，它可以分別檢查兩極，這是研究小組所做的——他們發現木星重力場的一部分沒有南北對稱。

由於地球的大部分是對稱的，由行星的快速旋轉引起，研究小組發現木星的內部流動導致了不對稱。

「地球上的風是由低和高之間的壓力梯度引起的。低和高與不同的大氣密度有關。同樣的機制也在木星上發揮作用，」Iess說。

風與大氣中的密度變化有關。反過來，密度變化有一個引力特徵。通過測量風的重力大小，我們可以了解到它們的深度。

以色列魏茨曼科學研究所(Weizmann Institute of Science in Israel)的Yohai Kaspi領導的研究小組進一步探索了這一聯繫，研究了木星磁場的不對稱性，以確定木星大氣的深度。

他們斷定，木星的風的大小隨著高度的降低而衰減，最終以低於雲層的3000公里(1864英里)的深度逐漸消失。

總之，木星的大氣層佔地球總質量的百分之一，但這一發現為我們了解木星如何運作打開了大門。

400多年前，伽利略在木星上看到了條紋。Kaspi說，直到現在我們才對它們有了膚淺的了解，並且能夠將這些條紋與木星噴射機的雲特徵聯繫起來。

「現在，在朱諾重力測量之後，我們知道這些延伸的深度和它們在雲層下的結構。」這就像從2D圖片到3D圖片一樣。

此外，飛機的重力特徵與木星內部的重力信號糾纏在一起。現在我們知道了大氣的重力特徵，它將幫助我們更好地理解內部結構，核心質量和最終木星的起源。

但是，如果我們甚至比雲層下面3000公里還要深呢?這是由來自蔚藍海岸大學的Tristan Guillot領導的團隊來的。

他的團隊證實了深度測量，但隨後發現，在更深的深度，木星深層的內部是由氫和氦組成的流體混合物，由行星內部的巨大壓力液化，以固體的形式旋轉。

「這是一個幾乎50年的難題，在行星科學中已經解決了，」Guillot 說。

「我們不知道像木星(還有土星、天王星、海王星和巨大的系外行星)這樣的氣態行星是否會隨著區域和帶向中心旋轉，或者是否相反大氣模式是表面的。」

「現在，多虧了朱諾驚人的精準度(它比以前更好地測量了木星的重力場)，我們有了地面的真相。」

新的發現表明，對行星重力場的精確測量可以揭示其內部的複雜和詳細的信息——這是我們對這個氣體巨人的理解的巨大飛躍。

它也指向下一個要學習的領域。Iess的團隊將研究由Io和其他衛星引起的Jovian潮汐。Kaspi希望用類似的方法對大紅斑進行更多的測量。而Guillot將會對行星的內部結構以及其中心核心的質量進行詳細的分析。

「這裡展示的工作是非常強大的，」Fortney在他的社論中寫道。「在朱諾任務結束後，我沒有預見到木星內部的知識會有進一步的飛躍，除非天文學家能夠像太陽一樣研究行星的內部振蕩。」

這三篇論文可以在這裡，這裡，這裡找到，你可以在這裡找到這篇社論。

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