近日
，水星探測器“貝皮·科倫布”號hao吸xi引yin了le人ren們men的de關guan注zhu。這zhe是shi人ren類lei發fa射she的de第di二er個ge專zhuan用yong水shui星xing探tan測ce器qi。實shi際ji上shang人ren類lei向xiang太tai陽yang係xi行xing星xing派pai出chu了le諸zhu多duo探tan測ce器qi，進jin行xing深shen入ru觀guan測ce。比bi如ru木mu星xing
，1973年美國國家航空航天局（NASA）發射了“先鋒10號”探測器
，45年來人們共進行了7次飛越觀測和2次專門探測任務。其中
，木星表麵條紋結構的成因一直是探測重點。
   
　　今年，以色列科學家根據“朱諾”號hao的de數shu據ju得de出chu結jie論lun
，木mu星xing的de條tiao紋wen源yuan自zi其qi內nei部bu的de流liu體ti運yun動dong。但dan中zhong科ke院yuan上shang海hai天tian文wen台tai研yan究jiu員yuan孔kong大da力li等deng學xue者zhe的de研yan究jiu發fa現xian，答da案an並bing非fei如ru此ci簡jian單dan。相xiang關guan研yan究jiu成cheng果guo發fa表biao在zai最zui新xin出chu版ban的de《美國國家科學院院報》上。
   
　　謎題：木星為何獨具“風彩”
   
　　為何將木星稱為太陽係中的“大塊頭”？因為木星是太陽係行星中最大的一顆。研究數據顯示


，木星的直徑約為地球的11.25倍,體積約為地球的1316倍,而質量約為地球的318倍，是太陽係中其它7顆行星質量之和的2.5倍。木星比地球“勤快”很多，它不到10小時便自轉一周。實際上，木星的與眾不同之處不僅在於“大塊頭”
，更在於“高顏值”。通過望遠鏡觀測木星表麵，人們可以看到與赤道平行、明暗交替的條紋

，呈現出紅、褐、白等多種顏色。
   
　　“木星表麵的條紋實際上是沿著緯線方向橫掃全球的大氣環流
，風力強勁持久，可高達120米/秒。在一定的溫度和大氣條件下，木星大氣中氨、甲烷、水等分子成分顯現出不同的顏色，從而呈現出明暗交替的條紋狀結構。”kongdalizaijieshoukejiribaojizhecaifangshibiaoshi，yianfenziweili，muxingbiaomianliangtiaowenchudewendujiaodi，qiahaoshideanqihuiningjiechengbingjing，fanzhaolvgao，kanqilailiangbaiyixie。antiaowenchuwendujiaogao
，anqibuhuijiebing，fansheyangguangnenglijianruo
，yansejiaoandan。
   
　　為什麼其他行星沒有呈現出類似的彩色條紋？“實際上，其他的氣態行星，如土星、天王星、海王星
，大氣動力學狀態與木星無本質差別，也普遍存在強烈的環流和相應的條紋結構，隻是沒有顯現出不同的顏色。”孔(kong)大(da)力(li)進(jin)一(yi)步(bu)解(jie)釋(shi)
，其(qi)他(ta)氣(qi)態(tai)行(xing)星(xing)與(yu)太(tai)陽(yang)的(de)距(ju)離(li)較(jiao)木(mu)星(xing)遠(yuan)，整(zheng)體(ti)大(da)氣(qi)溫(wen)度(du)比(bi)木(mu)星(xing)低(di)，氨(an)分(fen)子(zi)總(zong)是(shi)以(yi)冰(bing)晶(jing)的(de)形(xing)式(shi)存(cun)在(zai)，無(wu)明(ming)顯(xian)的(de)狀(zhuang)態(tai)變(bian)化(hua)
，因(yin)此(ci)反(fan)照(zhao)率(lv)趨(qu)於(yu)一(yi)致(zhi)，人(ren)們(men)也(ye)就(jiu)無(wu)法(fa)觀(guan)測(ce)到(dao)條(tiao)紋(wen)相(xiang)間(jian)的(de)帶(dai)狀(zhuang)結(jie)構(gou)。
   
　　作答：這些條紋可不“膚淺”
   
　　既然條紋結構的實質是木星的大氣環流，那麼大氣環流又是如何形成的
？
   
　　tianwenxuejiemuqianzhuyaoyouliangzhonglilunjieshiqichengyin。yizhonglilunrenweimuxingyudiqiushangdaqihuanliudexingchengyuanyinleisi，renweiqitaixingxingdedaqihuanliuwanquanshiyoubocengdaqizhongbutongweidushangwendudechayiqudongde。gaililunrenweitiaowenjiegoujinjincunzaiyumuxingdaqiwaiceng，jiuxiangzaiyunsemuqiubiaomianhuashangqudecaidai。
   
　　“然而，作為氣態行星，木星並不像地球擁有大氣層和地麵的清晰分界線

，因此大氣的運動或許與地球並不類似。”孔(kong)大(da)力(li)表(biao)示(shi)，部(bu)分(fen)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)從(cong)這(zhe)個(ge)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa)，認(ren)為(wei)大(da)氣(qi)環(huan)流(liu)並(bing)非(fei)淺(qian)表(biao)現(xian)象(xiang)


，而(er)是(shi)受(shou)深(shen)部(bu)對(dui)流(liu)控(kong)製(zhi)，提(ti)出(chu)深(shen)度(du)雲(yun)層(ceng)風(feng)模(mo)型(xing)。這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)從(cong)木(mu)星(xing)的(de)物(wu)理(li)結(jie)構(gou)說(shuo)起(qi)。經(jing)過(guo)多(duo)年(nian)觀(guan)測(ce)，天(tian)文(wen)學(xue)界(jie)普(pu)遍(bian)認(ren)為(wei)
，木(mu)星(xing)球(qiu)體(ti)中(zhong)心(xin)處(chu)為(wei)高(gao)密(mi)度(du)岩(yan)石(shi)內(nei)核(he)，外(wai)部(bu)包(bao)裹(guo)著(zhe)厚(hou)厚(hou)的(de)金(jin)屬(shu)氫(qing)，再(zai)向(xiang)外(wai)延(yan)伸(shen)便(bian)是(shi)主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)為(wei)氫(qing)的(de)大(da)氣(qi)。木(mu)星(xing)從(cong)裏(li)到(dao)外(wai)是(shi)連(lian)續(xu)的(de)整(zheng)體(ti)，大(da)氣(qi)運(yun)動(dong)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)獨(du)立(li)於(yu)內(nei)部(bu)而(er)單(dan)獨(du)存(cun)在(zai)。由(you)於(yu)這(zhe)位(wei)“大塊頭”質(zhi)量(liang)巨(ju)大(da)，其(qi)體(ti)積(ji)在(zai)重(zhong)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)不(bu)斷(duan)收(shou)縮(suo)，勢(shi)能(neng)轉(zhuan)變(bian)為(wei)熱(re)能(neng)，導(dao)致(zhi)木(mu)星(xing)內(nei)部(bu)釋(shi)放(fang)出(chu)顯(xian)著(zhu)的(de)熱(re)量(liang)，從(cong)而(er)驅(qu)動(dong)和(he)維(wei)持(chi)大(da)氣(qi)環(huan)流(liu)。因(yin)此(ci)，深(shen)度(du)雲(yun)層(ceng)風(feng)模(mo)型(xing)認(ren)為(wei)木(mu)星(xing)的(de)大(da)氣(qi)環(huan)流(liu)運(yun)動(dong)一(yi)直(zhi)延(yan)伸(shen)到(dao)大(da)氣(qi)內(nei)部(bu)，並(bing)在(zai)大(da)氣(qi)表(biao)層(ceng)呈(cheng)現(xian)出(chu)不(bu)同(tong)急(ji)流(liu)帶(dai)的(de)輪(lun)廓(kuo)。
   
　　上述兩種理論基於不同的出發點，各有其科研數據支撐。從20世紀70年代提出至今
，二者已然博弈了40餘年。2017年，NASA發射的“朱諾”號探測器進入環繞木星的軌道。學界十分希望通過“朱諾”號的引力場數據分析出木星環流的真正成因。2018年，以色列科學家約海·卡斯皮及其科研團隊在“朱諾”號hao數shu據ju基ji礎chu之zhi上shang建jian立li了le相xiang關guan數shu學xue模mo型xing
，認ren為wei木mu星xing大da氣qi的de條tiao紋wen環huan流liu是shi內nei部bu流liu體ti運yun動dong模mo式shi在zai外wai表biao的de延yan續xu和he體ti現xian。這zhe項xiang支zhi持chi深shen度du雲yun層ceng風feng模mo型xing的de研yan究jiu成cheng果guo發fa表biao在zai《自然》期刊上。
   
　　一直困擾天文學家的木星大氣環流成因問題就這樣一錘定音了嗎？
    　
　　質疑：謎底仍未揭開
   
　　在質疑中尋求真理
，這恰恰是科學的魅力。孔大力科研團隊發現約海·卡斯皮團隊在相關數學模型建立中存在問題。“約海·卡斯皮等人不加修改地采用研究地球大氣層中環流擾動的數學模型去研究木星
，這就出現了一個本質的錯誤。”孔(kong)大(da)力(li)表(biao)示(shi)，木(mu)星(xing)與(yu)地(di)球(qiu)結(jie)構(gou)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)差(cha)異(yi)。地(di)球(qiu)大(da)氣(qi)層(ceng)隻(zhi)是(shi)球(qiu)體(ti)外(wai)部(bu)的(de)薄(bo)層(ceng)
，其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)引(yin)力(li)與(yu)整(zheng)個(ge)岩(yan)石(shi)地(di)麵(mian)相(xiang)比(bi)微(wei)乎(hu)其(qi)微(wei)
，可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)。因(yin)此(ci)研(yan)究(jiu)地(di)球(qiu)大(da)氣(qi)環(huan)流(liu)時(shi)，往(wang)往(wang)忽(hu)略(lve)大(da)氣(qi)自(zi)身(shen)引(yin)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)。但(dan)是(shi)

，木(mu)星(xing)內(nei)核(he)
、金屬氫層以及大氣層均無明顯界限，大氣自身引力是維持大氣狀態相對穩定的一個重要原因。“研究木星大氣環流時怎麼能忽略掉大氣自身的引力呢？”
   
　　隨後孔大力團隊與英國埃克塞特大學、澳門科技大學相關學者進行合作，提出了符合木星物理條件的數學模型
，建立起大氣運動和引力場擾動之間的聯係。“木星大氣運動會造成物質分布的變化
，從而產生對引力場的擾動信號。通過‘朱諾’號捕獲這種擾動信號就可以反推物質的運動情況。”孔大力表示，其合作團隊共同發展了邏輯上自洽、物理上正確、shuxueshangyanjindemuxinghuanliumoxinghefanyanfangfa，tichuleliangleikenengdemuxinghuanliuxingtai
，fenbiezhenduishangshuliangzhongchuantongdehuanliuchengyinzhaodaolegeziduiyingdehuanliumoshi
，congerzhengmingshangshuliangzhongchengyindoukenengjieshi“朱諾”號引力場的測量結果。
   
　　“我們利用正確的模型對‘朱諾’號的引力場探測數據進行了反推解讀，得到了與約海·卡斯皮團隊不同的結果。這就意味著，約海·卡斯皮等人的結論是站不住腳的，可能會誤導科學界。”孔大力表示。
　　　　
　　“木星大氣中條紋環流的成因是氣態行星物理研究中的一個重大問題，而且不是一個孤立的課題。”孔kong大da力li強qiang調tiao
，環huan流liu的de結jie構gou和he驅qu動dong方fang式shi與yu行xing星xing內nei部bu更geng深shen處chu的de結jie構gou和he物wu理li條tiao件jian息xi息xi相xiang關guan。以yi現xian有you的de技ji術shu水shui平ping，人ren們men難nan以yi觀guan察cha到dao行xing星xing內nei部bu，所suo以yi條tiao紋wen狀zhuang的de大da氣qi環huan流liu是shi間jian接jie研yan究jiu行xing星xing深shen部bu物wu理li結jie構gou特te征zheng的de重zhong要yao途tu徑jing。因yin此ci
，木mu星xing大da氣qi環huan流liu成cheng因yin的de結jie論lun將jiang深shen刻ke地di影ying響xiang人ren們men對dui氣qi態tai行xing星xing內nei部bu物wu理li狀zhuang態tai的de認ren識shi。