美國國家航空暨太空總署的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在木星大氣層中發現了一股高速噴流，它以每小時320 英里的速度移動，位於主雲層上方15 至30 英里處。這股噴流寬達3000 多英里，速度遠遠超過下面可見的雲層，揭示了木星大氣動態的複雜細節。

美國太空總署詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（背景）對木星進行的近紅外線觀測發現，在赤道上方的一個狹窄區域，出現了以前未曾發現的類似於地球噴流的高空風（紅色箭頭）。根據NASA 哈伯太空望遠鏡的測量，這些風的流動速度幾乎是20 英里以下可見雲層（藍色箭頭）風速的兩倍。資料來源：MH Wong，加州大學柏克萊分校；R. Hueso，巴斯克大學；NASA；ESA；CSA；STScI；I. de Pater，加州大學柏克萊分校；T. Fouchet，巴黎天文台；L. Fletcher，萊斯特大學。

美國國家航空暨太空總署的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在木星大氣層中發現了一股快速移動的噴流，其速度是其下方可見雲層的兩倍，所產生的風切變遠遠超過了地球上看到的任何東西。

這股高速噴流以每小時320英里（約515公里）的速度飛行，寬度超過3000英里（約4800公里），位於木星赤道上空，比光學照片上熟悉的主雲層高出15到30英里（約25到50公里）。

這張木星圖片來自美國太空總署詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的NIRCam（近紅外線相機），以紅外光顯示了這顆宏偉行星的驚人細節。在這張圖片中，亮度表示高度。無數明亮的白色”斑點”和”條紋”很可能是高空對流風暴凝結的雲頂。極光在本圖中顯示為紅色，並延伸至地球南南北兩極的高空。相較之下，赤道以北的暗帶狀區域幾乎沒有雲層覆蓋。在韋伯2022 年7 月拍攝的木星影像中，研究人員最近發現了一條狹窄的噴射流，時速320 英里（515 公里），位於木星赤道上方的主要雲層之上。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Ricardo Hueso（UPV）、Imke de Pater（加州大學柏克萊分校）、Thierry Fouchet（巴黎天文台）、Leigh Fletcher（萊斯特大學）、Michael H. Wong（加州大學柏克萊分校）、Joseph DePasquale（STScI）

與哈伯觀測數據的比較

根據NASA 哈伯太空望遠鏡的觀測結果，可見雲層中的風速約為180 英里/小時（250 公里/小時）。最近發表在《自然-天文學》（Nature Astronomy）雜誌上的一篇描述這一發現的論文的主要作者里卡多-胡索（Ricardo Hueso）說，這意味著在這些可見雲層之上每增加一公里，風速就會增加7 到10 公里/小時。

西班牙畢爾巴鄂巴斯克大學的胡索說：「這完全出乎我們的意料。在木星大氣層中，我們一直看到的是模糊的朦朧，而現在我們看到的是清晰的特徵，我們可以追蹤到木星的快速旋轉，其移動速度遠遠超過在木星赤道雲層中發現的典型速度。”

研究人員利用美國太空總署詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的近紅外線相機（NIRCam）發現了木星赤道上空的高速噴流，位於主雲層之上。在木星雲層上方約12-21 英里（20-35 公里）高空的2.12 微米波長處，研究人員發現了幾處風切變，即風速隨高度或距離變化的區域，這使他們能夠追蹤噴流。這張圖片突顯了木星赤道周圍的幾個特徵，在木星自轉一圈（10 小時）之間，這些特徵非常明顯地受到噴流運動的干擾。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Ricardo Hueso（UPV）、Imke de Pater（加州大學柏克萊分校）、Thierry Fouchet（巴黎天文台）、Leigh Fletcher（萊斯特大學）、Michael H. Wong（加州大學柏克萊分校）、Joseph DePasquale（STScI）

這一噴射流的發現讓人們深入了解了木星著名的湍流大氣層各層之間是如何相互作用的，以及韋伯望遠鏡（Webb）是如何獨一無二地追蹤這些特徵的。

韋伯望遠鏡的先進成像技術

木星的新影像是由韋伯望遠鏡的近紅外線相機（NIRCam）於2022年7月拍攝的，是早期釋放科學（ERS）計劃的一部分。木星系統的ERS觀測由加州大學柏克萊分校天文學榮譽教授Imke de Pater和巴黎天文台的Thierry Fouchet共同領導。

根據可見光波長（白色輪廓）和研究中使用的不同濾光片（彩色線條）的觀測結果重建的木星大氣中的帶狀風的整體結構。背景圖片是JWST 對上層朦朧敏感的影像的色彩組合。右圖是赤道區域上方中央狹窄噴流的特寫。圖片來源：NASA/ESA/CSA 和木星早期發布科學團隊

de Pater說：”儘管各種地面望遠鏡、NASA的朱諾號和卡西尼號等航天器以及NASA的哈伯太空望遠鏡已經觀測到了木星系統不斷變化的天氣模式，但韋伯望遠鏡已經提供了關於木星環、衛星及其大氣層的新發現。”

NIRCam 以四種不同的濾光片獲得了相隔10 個小時（一個木星日）的木星圖像，每種濾光片都能探測到木星大氣層不同高度的微小特徵變化。風速是透過追蹤雲層等小特徵的運動計算出來的，雲層很可能是氨冰與木星大氣中典型的光化學煙霧顆粒混合在一起。

“我們知道韋伯和哈伯的不同波長將揭示風暴雲的三維結構，但我們也能夠利用數據的時間性來觀察風暴發展的速度，”加州大學伯克利分校的合著者、木星系統ERS計劃的共同研究員邁克爾-王（Michael Wong）說。

木星的大氣層是分層的，這幅插圖展示了韋伯望遠鏡是如何獨一無二地從比以前更高的高度層收集資訊的。科學家能夠利用韋伯望遠鏡確定木星大氣層不同層的風速，從而分離出高速噴流。對木星的觀測是在三個不同的濾光片中進行的，相隔10 個小時，即一個木星日，每個濾光片都能探測到木星大氣層不同高度的微小特徵變化。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Ricardo Hueso（UPV）、Imke de Pater（加州大學柏克萊分校）、Thierry Fouchet（巴黎天文台）、Leigh Fletcher（萊斯特大學）、Michael H. Wong（加州大學柏克萊分校）、Andi James（STScI）

洞察平流層現象

高速噴射流可能是幾十年來在木星、土星和地球上觀測到的一種複雜現象的深層對應物：在這些行星大氣層的高空平流層出現的規律的溫度和風的振盪。在木星上，這些赤道熱振盪位於可見雲上方30 至150 公里處，週期為4 至6 年。

研究小組成員、英國萊斯特大學的利-弗萊徹（Leigh Fletcher）說：”木星的赤道平流層有一種複雜但可重複的風和溫度模式，高出在這些波長下測量到的雲層和霧霾中的風。如果這種新噴流的強度與平流層的振盪模式有關，我們可能會預期噴流在未來兩到四年內會有很大變化。在未來幾年檢驗這一理論將是非常令人興奮的。”

韋伯望遠鏡和哈伯太空望遠鏡測量到的風速細節（單位：公尺/秒）。圖片來源：MH Wong，加州大學柏克萊分校；R. Hueso，巴斯克大學；NASA；ESA；CSA；STScI；I. de Pater，加州大學柏克萊分校；T. Fouchet，巴黎天文台；L. Fletcher，萊斯特大學

了解木星的帶狀噴流

Hueso 指出，噴流是木星和土星大氣層的主要特徵之一。這些噴流與緯度完全一致，因此被稱為帶狀噴流。這些帶狀排列是行星快速自轉的結果（木星和土星的自轉週期都約為10 小時），這導致了科氏力和緯度壓力梯度之間的平衡。

在木星和土星上，噴流在時間上大多是穩定的，在數年或數十年的時間裡只觀察到雲層的微小變化。

Wong說：「對我來說，令人興奮的是，在JWST之前，沒有人想到會有這種狹窄的高速噴流。我們知道土星上有這樣一個狹窄的噴流，因此在木星上發現類似的特徵可以對這兩顆巨行星進行新的比較研究，即使木星噴流的形成機制有所不同。”

長期以來，包括de Pater 和Wong 在內的天文學家利用地面和天基望遠鏡對木星進行了微波、紅外線、可見光和紫外線波長的觀測，以研究木星大氣層的低層和深層，那裡存在著巨大的風暴和氨冰雲。韋伯望遠鏡的近紅外線波段比以前更遠，對木星雲頂上方約15到30英里（25到50公里）的高空大氣層非常敏感。

因此，雖然在早期的近紅外線影像中，這些高空霧霾通常看起來很模糊，但隨著赤道區域亮度的增強，韋伯望遠鏡可以分辨出明亮霧霾帶中更精細的細節。