NASA Juno Probe의 새로운 목성 발견

연구원들은 오늘 과학 저널과 지구물리학 연구 저널: 행성에 Juno의 대기 발견에 대한 여러 논문을 발표했습니다. Geophysical Research Letters의 최근 두 호에 추가 논문이 실렸습니다.

"Juno의 이러한 새로운 관측은 목성의 불가사의한 관측 가능한 특징에 대한 새로운 정보의 보물 상자를 열어줍니다."라고 워싱턴에 있는 NASA 본부의 NASA 행성 과학 부서 책임자인 Lori Glaze가 말했습니다. "각 논문은 행성 대기 과정의 다양한 측면을 조명합니다. 이는 국제적으로 다양한 과학 팀이 어떻게 우리 태양계에 대한 이해를 강화하는지 보여주는 훌륭한 예입니다."

Juno는 2016년에 목성의 궤도에 진입했습니다. 우주선이 지금까지 행성을 37번 통과하는 동안 특수 장비 세트가 난기류 구름 데크 아래를 들여다보았습니다.

샌안토니오 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute)의 주노 수석 연구원이자 목성 소용돌이의 깊이에 대한 저널 사이언스(Journal Science) 논문의 주저자인 스콧 볼턴(Scott Bolton)은 “이전에 주노는 목성 대기의 현상이 예상보다 더 깊어졌다는 암시로 우리를 놀라게 했습니다. "이제 우리는 이 모든 개별 조각을 함께 모으기 시작했고 목성의 아름답고 폭력적인 대기가 3D로 작동하는 방식에 대한 진정한 이해를 처음으로 얻고 있습니다."

Juno의 마이크로파 복사계(MWR)를 사용하면 임무 과학자들이 목성의 구름 꼭대기 아래를 들여다보고 수많은 소용돌이 폭풍의 구조를 조사할 수 있습니다. 이러한 폭풍 중 가장 유명한 것은 대적점으로 알려진 상징적인 고기압입니다. 지구보다 더 넓은 이 진홍색 소용돌이는 거의 XNUMX세기 전에 발견된 이후로 과학자들의 흥미를 불러일으켰습니다.

새로운 결과에 따르면 저기압은 밀도가 높을수록 위쪽이 더 따뜻해지고 대기 밀도가 낮을수록 아래쪽이 더 차가워집니다. 반대 방향으로 회전하는 고기압은 위쪽이 더 차갑고 아래쪽이 더 따뜻합니다.

이번 연구 결과는 또한 이러한 폭풍이 예상보다 훨씬 높아서 일부는 구름 꼭대기 아래로 60킬로미터(100마일) 아래로 확장되고, 대적점을 포함하여 200마일(350킬로미터) 이상 확장되는 다른 폭풍이 있음을 보여줍니다. 이 놀라운 발견은 소용돌이가 물이 응결하고 구름이 형성되는 영역 너머, 햇빛이 대기를 따뜻하게 하는 깊이 아래의 영역을 덮고 있음을 보여줍니다. 

대적점의 높이와 크기는 목성의 중력장을 연구하는 장비로 잠재적으로 폭풍 내 대기 질량의 농도를 감지할 수 있음을 의미합니다. 목성의 가장 유명한 지점에 대한 두 번의 근접 Juno 플라이바이는 폭풍의 중력 신호를 검색하고 깊이에 대한 MWR 결과를 보완할 기회를 제공했습니다. 

Juno가 약 130,000kph의 속도로 목성의 구름 상공을 낮게 이동하면서 Juno 과학자들은 NASA의 Deep Space Network 추적 안테나를 사용하여 209,000억 마일(0.01km) 이상의 거리에서 초당 400밀리미터의 작은 속도 변화를 측정할 수 있었습니다. 백만 킬로미터). 이를 통해 팀은 대적반의 깊이를 구름 꼭대기에서 약 650마일(300km) 아래로 제한할 수 있었습니다.

"2019년 XNUMX월 플라이바이 동안 대적점의 중력을 파악하는 데 필요한 정밀도는 어마어마합니다."라고 남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 Juno 과학자이자 Journal Science의 중력 상공 비행에 관한 논문의 주저자인 Marzia Parisi가 말했습니다. 그레이트 레드 스팟. "수심에 대한 MWR의 발견을 보완할 수 있다는 것은 목성에서의 미래 중력 실험이 똑같이 흥미로운 결과를 산출할 것이라는 큰 확신을 줍니다." 

벨트 및 구역

저기압과 저기압 외에도 목성은 독특한 벨트와 구역으로 유명합니다. 목성은 행성을 둘러싸고 있는 흰색과 붉은색 구름 띠입니다. 반대 방향으로 움직이는 강한 동서 바람은 밴드를 분리합니다. Juno는 이전에 이러한 바람 또는 제트 기류가 약 2,000마일(약 3,200km)의 깊이에 도달한다는 것을 발견했습니다. 연구원들은 여전히 ​​제트 기류가 어떻게 형성되는지에 대한 미스터리를 풀기 위해 노력하고 있습니다. 여러 번 통과하는 동안 Juno의 MWR에 의해 수집된 데이터는 대기의 암모니아 가스가 관찰된 제트 기류와 놀라운 정렬로 위아래로 이동한다는 한 가지 가능한 단서를 보여줍니다.

Weizmann Institute의 대학원생인 Keren Duer는 “암모니아를 추적함으로써 우리는 북반구와 남반구 모두에서 자연적으로 '페럴 세포'와 유사한 순환 세포를 발견했습니다. 이 세포는 지구 기후의 많은 부분을 제어합니다. 이스라엘 과학 박사이자 목성의 페럴 유사 세포에 대한 Journal Science 논문의 주저자입니다. "지구는 반구당 하나의 페럴 세포를 가지고 있지만 목성은 각각 최소 30배 더 큰 XNUMX개를 가지고 있습니다."

Juno의 MWR 데이터는 벨트와 구역이 목성의 물 구름 아래 약 40마일(65km) 아래에서 전환되는 것을 보여줍니다. 얕은 깊이에서 목성의 벨트는 주변 영역보다 마이크로파 광에서 더 밝습니다. 그러나 물 구름 아래의 더 깊은 수준에서는 그 반대가 사실입니다. 이는 우리 바다와 유사성을 나타냅니다.

주노 대학의 참여 과학자인 리 플레처(Leigh Fletcher)는 "우리는 이 수준을 수온약층(thermocline)으로 알려진 지구의 해양에서 볼 수 있는 과도층과 유사하게 '조비선(Jovicline)'이라고 부릅니다. 영국 레스터의 대학이자 Journal of Geophysical Research: Planets의 주요 저자인 Juno의 목성의 온대 벨트와 구역에 대한 극초단파 관측을 강조한 행성입니다.

극지 사이클론

Juno는 이전에 목성의 양쪽 극에서 거대 저기압 폭풍의 다각형 배열을 발견했습니다. XNUMX개는 북쪽에 팔각형 패턴으로 배열되고 XNUMX개는 남쪽에 오각형 패턴으로 배열됩니다. 이제 XNUMX년 후, 우주선의 목성 적외선 오로라 매퍼(JIRAM)의 관측을 사용하는 임무 과학자들은 이러한 대기 현상이 같은 위치에 남아 있는 극도로 탄력적이라고 ​​결정했습니다.

"목성의 사이클론은 서로의 운동에 영향을 미치며 평형 위치에 대해 진동합니다."라고 로마에 있는 국립 천체 물리학 연구소의 Juno 공동 연구원이자 지구 물리학 연구 레터(Geophysical Research Letters on oscillations and stability)에 대한 최근 논문의 주저자인 알레산드로 무라(Alessandro Mura)가 말했습니다. 목성의 극지방 사이클론에서. "이 느린 진동의 행동은 그들이 깊은 뿌리를 가지고 있음을 시사합니다."

JIRAM 데이터는 또한 지구의 허리케인처럼 이러한 사이클론이 극쪽으로 이동하기를 원하지만 각 극의 중앙에 위치한 사이클론이 뒤로 밀어낸다는 것을 나타냅니다. 이 저울은 사이클론이 상주하는 위치와 각 극의 다른 숫자를 설명합니다.