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木星上的狂風暴雨:壯觀景象如油畫般絢麗

原標題:木星上的狂風暴雨:壯觀景象如油畫般絢麗


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眾所周知,木星是一顆風暴頻發的行星。而NASA的朱諾號探測器拍攝的最新照片顯示,木星上的可怕風暴不僅限於大紅斑區域。木星的「北北溫帶」也存在大量噴射流與氣旋。照片拍下了由氨冰構成的壯觀雲層,以及一些神秘的深色斑紋。科學家認為,深色斑紋所在處的雲層更深。


這張色彩增強照片由朱諾號於2018年5月23日第13次近距離飛越木星時拍攝。當時朱諾號距木星雲層頂部約7900公里。圖中左上方為南,右下方為北。



圖中左上方為南,右下方為北。圖中間偏左處顯眼的橘紅色帶狀結構即為木星北北溫帶。拍攝這張照片時,朱諾號距木星雲層頂部約7900公里,位於北緯41度上方

圖中間偏左處顯眼的橘紅色帶狀結構即為木星北北溫帶。它的旋轉方向與木星自轉方向相同,以氣旋為主。由於地處北半球,因此呈逆時針旋轉。其中還有兩處灰色的反氣旋。


木星北北溫帶左側有一處更明亮的帶狀結構,名叫北北溫區。這裡雲層較高。由於靠近晨昏線,陽光角度較低,因此雲層在垂直方向上的起伏更為明顯。


這些雲層可能由氨冰構成,或者為氨冰和水冰的混合物。雖然該區域整體看上去十分混亂,但其南北兩側的旋轉圖案則有所不同、顏色更淺。根據朱諾號在同一時間開展的近紅外觀測結果和地面觀測結果,科學家認為顏色較深處的雲層更厚。觀測顯示,這些區域溫度更高,說明熱輻射更深。


在這片明亮區域右側,即木星更偏北處,木星引人注目的條紋圖案便不那麼顯眼了。在這一區域中,可以看到多個單獨存在的氣旋,以及分散在其中的規模較小、顏色較深的反氣旋。


這張照片其實是朱諾號4月1日第12次近距離飛越木星時拍攝的三張照片的合成圖,攝於美國東部時間上午6時09分至6時24分之間


這張圖片由公民科學家凱文·吉爾利用朱諾號收集的數據製作而成。


火星的大部分照片往往以大紅斑為重點。大紅斑一度曾大到能吞下三個地球,如今卻在逐年縮小,直徑平均每年減少230公里,導致其雲層頂部不斷升高。


今年4月1日,朱諾號探測器拍攝了一張木星標誌性的大紅斑照片,圖中還包括大紅斑周圍極為動蕩的湍流。這是NASA開展的「公民科學家活動」的一部分,任何人都可利用NASA朱諾號收集的原始數據進行圖片處理。


文中這張大紅斑色彩增強照片由公民科學家傑拉德·艾希施塔特與希恩·多蘭共同處理而成。它其實是朱諾號4月1日第12次近距離飛越木星時拍攝的三張照片的合成圖,攝於美國東部時間上午6時09分至6時24分之間。拍攝時,朱諾號位於木星南緯43.2至62.1度之間上空,距木星雲層頂部約24749至49299公里。

大紅斑一直令天文學家著迷不已。天文學家認為,大紅斑的形狀一直在不斷變化。它的形狀略呈橢圓形。使其呈紅色的化學物質如今被抬升到了更高海拔處。大紅斑如今越來越偏橙色,也許正是與此有關。科學家還認為,也許在20年之內,大紅斑便會徹底消失。


科學家認為,這些變化是由大紅斑中風速的變化導致的。大紅斑位於木星南半球,是一團呈逆時針旋轉的劇烈風暴。推動雲層旋轉的風速高達每小時680公里。


「風暴不會一成不變,大紅斑也是如此。它的大小、形狀和風速一直在不斷變化。」NASA戈達德航天飛行中心的行星大氣專家艾米·西蒙博士指出。


大紅斑正在逐年縮小,直徑平均每年減少230公里。使其呈紅色的化學物質如今被抬升到了更高海拔處,致使大紅斑如今越來越偏橙色。科學家稱自2014年來,大紅斑的顏色便在不斷加深。


人類早在數個世紀之前就開始了對木星的觀測。但一直到1831年,人們才首次觀察到大紅斑。熱心的觀察者們利用望遠鏡,對大紅斑的大小和移動情況展開了長期觀察。早在1878年,便有人對大紅斑開展了每年至少一次的持續觀察活動。


NASA研究團隊將這些早年觀察結果與多枚木星探測器收集的數據相結合,從1979年的旅行者號,到1995年的伽利略號,再到2016年7月剛抵達木星軌道的朱諾號,然後對大紅斑的大小、形狀、顏色、移動速度、以及風暴內部風速等數據進行分析。結果發現,大紅斑自1878年以來便一直在不斷縮小,如今僅相當於一個地球大小。而在19世紀,它的直徑一度相當於地球的四倍。



科學家認為,這些變化是由大紅斑中風速的變化導致的。大紅斑位於木星南半球,是一團呈逆時針旋轉的劇烈風暴。推動雲層旋轉的風速高達每小時680公里。


不過,這團巨大的風暴雖然直徑在減小,高度卻也有所增加。通過測量幾十年來大紅斑反射的紫外光,該團隊得出結論,大紅斑的雲層正越來越高。


研究人員原本認為,由於風暴正向中間聚攏,風暴內部的風速會比從前更強,就像滑冰運動員抬起雙臂時可以旋轉得更快一樣。然而,這團風暴似乎是被強迫「拉高」的,風速並未增加。


「這有點像用轉盤製作陶器,」NASA在一則聲明中表示,「在轉盤高速旋轉的同時,工匠用手把一團低矮的黏土向內推,逐漸將黏土變成一隻又高又薄的花瓶。花瓶的底座越小,高度便會越高。」



大紅斑的顏色也在不斷加深。自2014年來便呈現出越來越強烈的橙色。研究人員還不太確定產生這一現象的原因,但有可能是因為,隨著大紅斑高度增加,使其呈紅色的化學物質也被帶到了更高層大氣中,因此會接受更多紫外線輻射,從而呈現出更深的顏色。


研究人員表示,他們不確定大紅斑究竟會在進一步縮小後穩定下來,還是會徹底分崩離析。


「假如大紅斑按目前趨勢發展下去,接下來的5到10年將非常有趣。」該研究的共同作者、NASA戈達德中心科學家裡克·科森迪諾博士指出。「這團風暴的外觀和行為將會迅速變化,也許『大紅斑』以後就稱不上『大』了。」



大紅斑被夾在兩條方向相反的噴射氣流之間。由於它中心氣壓高,因此旋轉方向與地球上常見的颶風相反,為反氣旋。2017年7月,朱諾號從木星上方9000公里處飛越木星。


大紅斑是指木星南半球一處巨大的深紅色橢圓形雲團,呈逆時針旋轉。其邊緣風速遠遠超過地球上的任何一次風暴。


NASA噴氣推進實驗室行星科學家、朱諾號任務團隊成員格倫·奧爾頓博士表示,大紅斑「就像一隻輪子,被擠在兩條方向相反的傳送帶之間,因此會不斷旋轉。」這使得大紅斑「十分穩定、經久不衰」。


但奧爾頓博士也警告稱,大紅斑已經時日無多。「事實上,大紅斑很長時間以來一直在不斷縮小。再過一二十年,大紅斑便會變成『大紅圈』。也許再過一段時間,便將徹底消失,變成『大紅色的回憶』。」


來源:新浪探索

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