【导语】
行星科学家利用美国宇航局（NASA）朱诺号探测器获取的高精度无线电掩星数据，并将木星强烈的纬向风纳入模型，对木星的整体形状进行了重新推算。结果显示，在1巴压力层处，木星的极半径、赤道半径和平均半径均小于此前基于先锋号和旅行者号任务得出的数值，且测量不确定性降低了一个数量级。
朱诺数据重算木星形状
研究团队在最新研究中，分析了朱诺号在13次近距离飞掠木星过程中获取的无线电掩星观测数据，并在计算中加入了木星大气中观测到的纬向风效应。
研究人员表示，木星是太阳系中体积最大的行星，其整体形状接近扁球体（旋转椭球体）：由于自转周期仅约9小时55分29秒，快速自转导致赤道区域隆起、两极略扁，赤道半径比极半径大约大7%。
团队指出，如果天体内部密度分布均匀，其形状可以用精确的椭球体描述。但木星内部密度随深度变化显著：从云顶附近约1巴压力层处、密度不足1千克/立方米，到深层密度达到数千千克/立方米。这种密度梯度使得木星真实形状相对于理想椭球体存在数十公里量级的偏离，并反映在重力场的纬向差异上。
此外，木星云层中观测到的强烈纬向风也会改变局部离心力分布，进而引起主要集中在低纬度、约10公里量级的形状变化。研究团队在本次分析中将这些风场效应一并考虑。
无线电掩星技术提供高精度约束
此前，关于木星物理尺寸的主流估计主要来自20世纪70年代NASA先锋号和旅行者号任务开展的六次无线电掩星实验。
在本次研究中，科学家使用朱诺号搭载的无线电系统，对木星大气进行掩星观测。研究人员介绍，在掩星实验中，朱诺号向地球上的NASA深空网络发射无线电信号，当信号穿过木星大气中带电的上层电离层时，会因气体介质发生折射并产生时间延迟。
通过测量折射导致的频率变化，团队能够反演出木星大气在不同深度的温度、压力以及电子密度分布，从而对木星在特定压力层处的几何形状进行精确约束。研究人员称，这一方法可以“穿透”木星浓密且不透明的云层，为内部结构和形状测定提供数据基础。
木星略“变小”，两极更扁
基于朱诺号的掩星数据并结合纬向风影响，研究团队给出了木星在1巴压力层处的最新尺寸：
- 极半径为66,842公里；
- 赤道半径为71,488公里；
- 平均半径为69,886公里。
与此前基于先锋号和旅行者号任务的估计相比，上述三个数值分别小12公里、4公里和8公里。研究结果还显示，木星赤道方向的宽度约减少8公里，而极区扁平程度增加约24公里。
研究人员表示，综合考虑风场后推导出的木星形状，其测量不确定性较以往降低了一个数量级，为木星整体几何特征提供了更精确的约束。
相关图像与论文发表
研究中引用的木星可见光图像来自哈勃太空望远镜宽视场相机3号，于2017年1月11日拍摄。图像中，在木星顶部附近可见一条被称为“棕色驳船”的长条状棕色结构，沿东西方向延伸约72,000公里。左下方为显著的大红斑，其右下方则为较小的椭圆结构“红斑小子”（木星科学家称为椭圆BA）。
上述研究成果已发表于《自然天文学》（Nature Astronomy）杂志。论文题为《木星的大小与形状》（Jupiter’s size and shape），作者为E. Galanti等人，在线发表日期为2026年2月2日，DOI为10.1038/s41550-026-02777-x。
