美國宇航局（NASA）衛星拍攝的木星上的極地氣旋的圖像使科學家們能夠研究驅動它們的力量。圍繞木星及其79顆衛星飛行的是朱諾號航天器，這是一顆由美國宇航局資助的衛星，它將來自太陽系中最大行星的圖像傳回給地球上的研究人員。這些照片為海洋學家提供了1月10日發表在《自然-物理學》上的一項新研究的資料。該研究描述了木星兩極的豐富湍流和驅動大型氣旋的物理力量。

主要作者Lia Siegelman是物理海洋學家和加州大學圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的博士後學者，在註意到木星極地的氣旋似乎與她在讀博士期間研究的海洋渦流有相似之處後，她決定繼續這項研究。利用這些圖像的陣列和地球物理流體動力學中使用的原理，Siegelman及其同事為長期以來的假設提供了證據，即潮濕的對流–當較熱的、密度較小的空氣上升時–驅動這些氣旋。

Siegelman說：“當我看到木星氣旋周圍豐富的湍流與所有的絲狀物和較小的渦流時，它讓我想起了在海洋中看到的渦流周圍的湍流。這些在高分辨率的衛星圖像上特別明顯，比如說浮游生物的繁殖。”

Siegelman表示，了解木星的能源系統（其規模遠大於地球的能源系統）也可以幫助研究人員了解在地球上發揮作用的物理機制，突出一些可能也存在於地球上的能源路線。

她說：“能夠研究一個如此遙遠的星球，並找到適用於那裡的物理學，是非常迷人的。這就提出了一個問題，這些過程對我們自己的’暗淡藍點’是否也適用？”

朱諾號是第一個捕捉木星兩極圖像的航天器；以前的衛星圍繞著木星的赤道區域運行，提供了木星著名的大紅斑的視圖。朱諾號配備了兩個攝像系統，一個用於拍攝可見光圖像，另一個使用朱諾號紅外極光成像儀（JIRAM）捕捉熱信號，朱諾號航天器上的一個儀器由意大利航天局支持。

Siegelman及其同事分析了一系列捕捉木星北極地區的紅外圖像，特別是極地渦旋群。從這些圖像中，研究人員可以通過追踪圖像之間雲層的移動來計算風速和風向。接下來，研究小組從雲層厚度的角度解釋了紅外圖像。熱區對應的是薄雲，在那裡可以看到木星大氣層的更深處。冷區域代表厚的雲層，覆蓋了木星的大氣層。

這些發現為研究人員提供了關於該系統能量的線索。由於木星雲層是在較熱的、密度較小的空氣上升時形成的，研究人員發現，雲層內快速上升的空氣作為一種能量來源，為更大尺度的環極和極地大氣旋提供能量。

朱諾號於2016年首次抵達木星系統，為科學家們提供了對這些半徑約為1000 公里或620 英里的大型極地氣旋的第一印象。有八個這樣的氣旋出現在木星的北極，五個出現在木星的南極。自從五年前的第一次觀測以來，這些風暴一直存在。研究人員不確定它們是如何起源的，或者它們已經循環了多長時間，但是他們現在知道，濕潤的對流是維持它們的原因。研究人員在觀察到木星上風暴中的閃電後，首次假設了這種能量轉移。

朱諾號將繼續圍繞木星運行至2025年，為研究人員和公眾提供該行星及其廣泛的衛星系統的新圖像。