木星大红斑,这颗太阳系中最著名的风暴,一直以来都被认为是稳定而持久的。但最新的观测结果表明,这个存在了近 200 年的风暴并非一成不变,而是像果冻一样“蠕动”,形状也像被挤压的减压球一样不断变化。
哈勃望远镜捕捉到木星大红斑的“蠕动”
哈勃太空望远镜在 2022 年 12 月至 2023 年 3 月期间,对木星大红斑进行了 90 天的连续观测,这些观测结果显示,这个巨大的风暴并不像看起来那样稳定。这项发现发表在《行星科学杂志》上,并于近期在美国天文学会行星科学分会第 56 届年会上公布。
研究人员发现,木星大红斑的尺寸在不断变化,同时它还在以不同的速度移动,就像“挤压和释放”一样。这项研究的首席科学家、美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家艾米·西蒙表示:“虽然我们知道它在经度上的运动略有变化,但我们没有预料到尺寸也会发生振荡。据我们所知,这以前从未被发现过。”
西蒙补充说:“这是我们第一次获得木星大红斑的适当成像频率。借助哈勃望远镜的高分辨率,我们可以确定,木星大红斑在加速和减速的同时,也在进行着尺寸上的收缩和膨胀。这真是出乎意料。”
深入木星大红斑的内部
除了哈勃望远镜的可见光和紫外线观测之外,詹姆斯·韦伯太空望远镜也对木星大红斑进行了红外线观测,揭示了这个巨大风暴内部的更多细节。研究人员发现,木星大红斑中心温度较低,这导致氨和水在涡流内部凝结,形成厚厚的云层。他们还发现了风暴中存在磷化氢气体,这种气体可能在产生木星大红斑的“神秘”红色中发挥作用。
美国宇航局的科学家们利用哈勃望远镜的锐利目光,通过“外行星大气遗产”(OPAL)项目,每年追踪一次木星大红斑的行为。OPAL 项目旨在观测太阳系中的外行星,并观察它们随时间的变化。
然而,最近的观测结果是通过一个专门研究木星大红斑的项目进行的,该项目旨在通过观察风暴在数月内的变化来了解它的详细情况,而不是仅仅获取每年一次的快照。
木星大红斑的“减重”
自 OPAL 项目十年前开始以来,天文学家们注意到木星大红斑一直在缩小,并预测它将继续缩小,直到它达到一个稳定的、不太拉长的形状,这可能会减少它的“蠕动”。
西蒙解释说:“现在,它相对于风场而言,在纬度带上“超重”了。一旦它缩小到该纬度带内,风就会真正地将它固定住。”
最新的哈勃望远镜研究填补了关于木星大红斑的更多拼图。虽然科学家们已经知道,风暴的西向漂移存在一个无法解释的 90 天振荡,但加速和减速模式似乎没有改变,尽管风暴正在缩小。莱斯特大学的行星科学家利·弗莱彻教授表示:“通过对木星大红斑的数月观测,哈勃望远镜已经表明,反气旋本身正在随着这种振荡改变形状。形状变化很重要,因为它可能会影响涡流边缘与其他经过的风暴的相互作用。除了哈勃望远镜的精美图像之外,这项研究还展示了长时间观测大气系统的强大功能。你需要这种类型的监测来发现这些模式,很明显,你观察的时间越长,你在混乱天气中看到的结构就越多。”
木星大红斑的“蠕动”之谜,为我们提供了更多关于太阳系中最大的风暴的细节,也为科学家们理解其他恒星周围的系外行星上的天气提供了参考,从而扩展了我们对地球以外气象过程的理解。未来,随着观测技术的进步,我们将能够获得更多关于木星大红斑的信息,更深入地了解这个神秘的“巨人”。
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