中國天文學家提出兩類木星環流形態

透過望遠鏡看過木星的人都會對木星表面靚麗的條紋結構所驚嘆。其實，木星條紋是沿著緯線方向橫掃木星全球的大氣環流，風力強勁（高達每秒120米）且持久。與木星相比，地球大氣環境要平靜許多。木星與地球在大氣動力學特徵上的巨大反差雖在情理之中，但原因卻也十分複雜。木星是顆典型的氣體行星，它的外層大氣與內部結構之間缺乏清晰的物理界面，因此大氣環流是受到內部流體運動影響的。謎團的關鍵就在於這種“影響”究竟是通過怎樣的機制產生。這個問題的答案甚至關係到木星內部結構、化學成分分佈、磁場產生過程乃至內核的一些物理性質，不可謂不重大。

為了研究木星內部深處的環流結構和物理性質，2012年，美國美國太空總署發射了朱諾（JUNO）號木星探測太空船，於2017年夏天進入環繞木星的軌道。 朱諾號的一個重要科學使命就是嘗試通過測量重力場來研究木星深部的結構和流體運動。在高質量的測量數據不斷產出之際，要想有效解讀太空船測量數據、進而得出有科學價值的結論，關鍵就在於要正確地對木星環流擾動進行建立模型，如何從重力場獲取木星深處的質量分佈和流體運動。

基於朱諾號太空船提供的高精度重力場數據，上海天文台行星物理與磁流體力學課題組的孔大力研究員和他的合作者在多年行星物理與行星磁流體力學研究的基礎上，共同發展了木星環流模型和反演方法，提出了兩類可能的木星環流形態。

【圖、文：節錄自中國科學院上海天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《美國國家科學院院報》