美国宇航局的“朱诺号”探测器在对木星的探索任务中超期服役，揭示了这颗巨行星前所未有的秘密。其关键发现包括木星两极独特的几何风暴、一个出人意料的“模糊”核心、奇特的高空闪电以及混乱的磁场。此外，朱诺号还颠覆了对木卫一火山活动的传统认知。尽管它最终将坠入木星大气层，但这些发现已经彻底改写了行星形成理论，为未来的太空探索留下了不朽的科学遗产。
朱诺号的诞生：揭开木星的面纱
早期的“旅行者号”探测器激发了科学家对木星的好奇心，但它们无法看透木星厚厚的云层。随后的“伽利略号”任务虽然提供了更多信息，但关于木星的核心、风暴深度和两极区域仍然是未解之谜。因此，一个能够真正深入探测木星的使命变得至关重要。
“这就是朱诺号被创造出来的初衷：用我们所知的一切方法去探究木星的内部，试图弄清楚早期太阳系中发生了什么才形成了这颗行星——以及这颗行星在我们的形成过程中扮演了什么角色。” —— 斯科特·博尔顿，任务首席研究员
为了实现这一目标，朱诺号配备了一系列能够穿透云层的科学仪器。有趣的是，最初的计划中并没有相机，因为它对于完成核心科学目标并非必需品。但团队最终决定，不能飞到木星却不带回它的照片，于是 JunoCam 被加入了任务载荷中。
挑战极限：在致命辐射中幸存
木星周围的环境对航天器极不友好，其赤道附近环绕着一个强大的辐射带，足以摧毁任何电子设备。为了让朱诺号尽可能长久地工作，任务团队设计了两种巧妙的规避策略：
- 独特的极地轨道： 朱诺号采用大椭圆轨道，每次都从辐射较弱的木星两极上空飞过，在近距离收集数据的同时，最大限度地减少了暴露在强辐射中的时间。
- 坚固的钛金保险库： 航天器最关键的电子设备被封装在一个钛金属制成的“保险库”内，使其受到的辐射量减少了约800倍。
这些策略被证明非常成功，使得朱诺号的服役时间远超最初预期。
大气层的惊奇发现
朱诺号刚一抵达，就传回了颠覆性的发现，首先是关于木星奇特的大气层。
当它第一次窥视木星两极时，科学家们看到了前所未见的景象。
- 北极： 一个中央气旋被八个风暴以八边形的结构环绕。
- 南极： 一个中央气旋则被五个风暴以五边形的结构包围。
这些几何风暴群的大小超过了整个美国，并且异常稳定。一位科学家在看到图像时半开玩笑地问：“你确定找对行星了吗？”
此外，朱诺号还揭示了其他大气秘密：
- 大红斑的深度： 这个著名的风暴向下延伸约500公里，远比预想的要深。
- 奇特的高空闪电： 朱诺号在木星高层大气中探测到了闪电。这在物理学上似乎不可能，因为那里太冷了，水只能以冰晶形式存在。后来的研究发现，氨起到了防冻剂的作用，使冰晶融化成液态水滴，从而与冰晶碰撞产生闪电。
- “糊球”现象： 科学家发现木星高层大气中的氨分布极不均匀。一种理论认为，氨和水冰混合形成的“糊球”（Mushballs）会从高空坠落到大气深处，从而解释了某些区域氨的缺失。
深入内部：模糊的核心与混乱的磁场
朱诺号的探测揭示，木星的磁场是太阳系中最大的结构，但它的形态非常古怪。它在北半球比南半球更混乱和不对称，并且在赤道附近有一个被称为“大蓝斑”的强磁场区域。
然而，最令人震惊的发现来自于木星的内部。在此之前，关于木星核心有两种主流理论：要么是一个由岩石和金属构成的紧凑核心，要么根本没有核心。
朱诺号的探测结果显示，两种理论都不正确。
通过分析引力数据，科学家发现木星的核心是“模糊”的。它的核心物质似乎与周围的金属氢海洋逐渐融合，没有像地球那样清晰的地幔-地核边界。更奇怪的是，本应因重力沉入核心的重元素，却有相当一部分存在于高层大气中。这个“模糊”且“轻盈”的核心挑战了所有现行的行星形成模型。
木星的卫星们：火山之神木卫一
朱诺号还对木星的几颗卫星进行了近距离观测，其中对木卫一（Io）的发现尤为重要。木卫一是太阳系中火山活动最剧烈的天体。
过去的理论认为，木星强大的潮汐力在木卫一的地壳下形成了一个全球性的岩浆海洋。但朱诺号的两次近距离飞掠并没有发现这个岩浆海洋存在的证据。现在的观点倾向于，木卫一的岩浆可能被分隔在独立的岩石通道网络中。
2024年12月，朱诺号记录下了有史以来最大规模的火山喷发。一个巨大的熔岩流覆盖了超过4万平方英里的区域，其产生的能量超过了全人类一年的总能耗。
不朽的传奇
朱诺号本应早已在木星的强辐射下失灵，但它奇迹般地幸存下来，并持续发回宝贵数据。无论它的任务何时终结，它都将以坠入木星大气层的方式谢幕。
朱诺号的遗产已经确立。它揭示了一个比任何人想象中都更加复杂和奇特的木星，迫使科学家重新思考行星的形成和演化。它不仅永远改变了我们对木星的看法，也为未来探索太阳系最恶劣环境的任务提供了宝贵的经验。