什么造成木星标志性的条纹外观呢？

撰稿人Jesse Shanahan

Aug 16, 2018, 08:00am

    我写关于通讯的科学, 从演讲到空间

由美国宇航局朱诺航天器最接近的通行木星的14张增强彩色图像序列。NASA/SWRI/MSSS/GERALD EICHSTADT/SEAN DORAN

    除了土星的光环之外, 太阳系中最可辨认的行星特征可以说是木星的有条纹的大气层, 它已经俘获了追溯到公元前七世纪巴比伦的天文学家的人类的兴趣。更最近, 在2016年7月抵达木星的美国宇航局朱诺使命已经给科学家了一个前所未有的复杂的木星风暴的观看。有时, 朱诺的富色彩的和涡旋气体的图片已经被误认为是油画, 而不是一颗遥远星球的科学图像。

    无暇的。在木星的北半球的黑暗中的动荡的暴风雨出现在我最近飞越这颗行星捕捉的这个惊人的、艺术的肖像中.https://t.co/lzmxhcmXGepic.twitter.com/j8m5OKsNaB----美国宇航局朱诺使命(@NASAJuno) August 2, 2018

    在8月10日星期五发表的一份声明中, 一组来自澳大利亚国立大学的研究人员解释了来自一个表明虽然大气层中的各种颜色来自气体的化学成分但条纹图案是由类似于地球的射流流的交替风产生的新研究。因为木星缺乏任何类型的地形, 没有扰乱风的地形特征, 导致大部分的均匀的条纹。好奇的是,条纹层下面的构成木星云仅4% 的总深度的气体像一个单一的统一的质量一样同质的移动。

由美国宇航局的朱诺航天器拍摄的木星上的高空云形成。NASA/JPL-CALTECH/SWRI/MSSS/JASON MAJOR

  上述团队最近在《天体物理学》杂志上发表了一篇论文, 阐明了在木星大气层中防止深部结带的机制。研究发现了木星的磁场可以防止离散的流形成。在条纹流下面的磁化气体相反作为一种凝聚的、单一的物体而不是个别的复杂风系统移动。朱诺不仅揭示木星磁场的重要性, 而且还测量了它是高度不规则的。正是这种不对称和大多数线性射流流之间的相互作用造成了由朱诺拍摄的旋转的印象派图像。

在美国宇航局朱诺航天器拍摄的新景观中木星北半球的错综复杂的云层模式。NASA/JPL-CALTECH/SWRI/MSSS/KEVIN M. GILL

    几十年来, 科学家们已经知道木星的天气涉及巨大的风暴、复杂的云层结构甚至闪电。来自朱诺使命的数据也揭示了虽然导致木星闪电的物理是相似的, 但闪电的位置与地球上有显著的不同。在木星上, 加热大气层的主要机制是来自行星本身, 而地球的大气层主要被太阳的辐射加热。因此, 与地球的赤道风暴相反, 木星上的闪电完全的集中在两极而不是赤道上。尽管这一发现解决了一个疑惑科学家数十年的难题, 但它不仅是对木星风暴的科学理解的进步, 而且也为科学家们研究系外行星大气提供了一个独特的机会。

艺术家艺术修饰的结合一个木星摄像机的木星北半球的闪电分布的概念。NASA/JPL-CALTECH/SWRI/JUNOCAM

    研究太阳系外行星------环绕遥远恒星的行星------大气层的行星科学家能利用木星作为一个实验室来研究气体巨行星的云层和天气。由于它们的大小, 气体巨星仍然是发现的最常见类型的系外行星, 而改善的技术正在使科学家能够实际测量这些遥远的木星大小的行星的大气层。然而, 这些行星是如此遥远以致数据难以置信的难获得和准确的分析。通过了解太阳系中类似行星的云系统、风暴和天气的相似性, 科学家们能做出朝向不仅分析大气层而且最终这些偏远世界的可居住性的关键一步。

这幅美国宇航局提供的合成图像源自木星轨道上的朱诺航天器收集的数据，显示这颗行星北极中央的气旋和八个环绕它的旋风。科学家在2018年3月7日星期三报道, 木星的两极被几何的旋风簇铺满而它的大气层比怀疑的更深。(NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM via AP)

    杰西·沙纳罕（Jesse Shanahan）是一个天体物理学家、急救医护技术者和科学传播者。为更多的空间和语言新闻在 Twitter 上跟随她。

    我是天体物理学的研究生研究员, 我为《福布斯》写关于语言学和天文学。我的研究是关于星系和超质量黑洞, 虽然我一直对我的第一职业进化语言学充满热情。在我的业余时间, 我喜欢传媒..。

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