木星雲層色彩變化的背後，為大氣活動提供了哪些關鍵信息？

作者：文/虞子期

夜幕降臨之後的滿天星河，一定是這個世界上最吸引人的場景之一，這些看似渺小的星球，總是在我們常人的不知不覺中，發生著一系列微妙的變化。作為太陽系中最大的行星，木星除了擁有羅馬神話中眾神之王的命名以外，還有其標誌性的大紅斑加持。隨著時間的遞進，這個大紅斑的直徑已經從曾經可以覆蓋三個地球的寬度，縮小到大約16350公里左右，它的顏色也變成了深橙色。科學家們通過哈勃太空望遠鏡在對木星的探測中意外發現，在其湍流的大氣中，與數年前相比，那些處於旋轉狀態的雲層色彩顯得更加強烈了一些。而在這樣的顏色及變化背後，又為木星大氣層的持續過程提供了哪些關鍵信息呢？

木星持續萎縮的大紅斑標誌

木星除了擁有自己的衛星以外，大紅斑算得上是它最特別的特徵，這個太陽系中最強大的風暴，已經至少持續了有300多年。科學家們對於大紅斑的觀察數據從1995年的20953公里左右、到2009年的17912公里左右，再到2014年的大約16496公里。我們可以這樣形象的來比喻它的萎縮過程，曾經大約需要三個地球才可以裝下的大紅斑，如今卻已不到19世紀後期該風暴大小的一半。並且，科學家們還在觀察的過程中發現，那些非常小的漩渦也正在為風暴注入活力，或許正是大紅斑的內部動力和能力發生了變化，所以產生了加速變化的原因。然而，截至目前，尚且沒有人能夠確定大紅斑為什麼會變小。

科學家們預計木星的大紅斑萎縮現象，大約已經持續了長達一個半世紀之久，這也是木星所有謎團中最突出的一個，關於大紅斑的形態和最終走向，是我們尤為關注的一個問題。然而，隨著風暴直徑的縮小，它的雲層卻出現了持續向上的情況，並且，似乎它越小，就越容易生長。我們可以將其形象地比喻為陶器在陶輪上的形狀，當輪子開始旋轉，我們通過自己的雙手向內推動之後，那個短的圓形塊狀物體，很快就變成一個高高的花瓶形狀。在木星縮小的斑點拼圖中，雲彩的顏色強度比其他的色調更為強烈，這些變化意味著大氣層中發生了與以往不同的過程。

木星雲層色彩向大紅點移動

木星的新圖像是在可見光下進行拍攝的，其中最令人關注的便是：其雲層的豐富色彩正在向大紅點移動，木星的所有彩色雲帶都被其噴射流限制，並且，被限制在南方和北方的它們被風吹隔，可達到每小時644公里左右的速度。在兩條雲帶之間，風暴逆時針滾動著，而位於大紅斑上方和下方的這兩個雲帶，都朝著相反的方向移動。位於大紅斑東北方向（右側和上方）的紅色波段，則包含了巨大風暴北部附近正在向西移動的雲，而風暴西南方向（左側）的白雲，卻正在向東移動到該區域的南部。

然而，在木星的另一邊，位於大紅斑東南方的明亮白色帶和東北方的深紅色帶卻因此而變得越發暗淡。而在紅色超級風暴的外緣周圍，我們可以看到旋轉細絲被拉入了高空雲之中。在大紅斑的下方，還有一個蠕蟲形狀般的旋風，它的風向和紅點的旋轉方向是相反的。並且，這些不同外觀的旋風，在其白色橢圓形反氣旋的特徵映襯下，就像是大紅斑的縮小版一樣。科學家表示，正是由於大氣的壓力不同，才導致了在不同的維度，出現了色彩波段沿著反方向流動的情況。簡而言之，由於氨冰雲的厚度和高度的差異，所以有了這些帶的產生，只不過其中相對更亮的波段，會比那些較暗的波段上升的更高，當然，雲層也會因此而變得更厚。

氣氛基本上構成了整個木星

就本質而言，我們在地球上通過望遠鏡觀察到的猛烈颶風，實際上就是位於木星赤道以南的暴風雨，也就是所謂的大紅斑。其中猛烈的颶風要完全旋轉的話，大約需要6個地球日，然而，除了大紅斑，木星的紅色和白色雲彩也是它在視覺上的另一特色。我們都知道，木星沒有我們可以觸及的堅實表面，幾乎整個星球都是氣氛構成，而其中的主要成分就是氦氣和氫氣，當然也包含一些其他氣體，但這個佔比相對可以忽略不計。壓力和溫度會隨著邊緣向中心的遞進而上升，正是這些增加才導致了木星氣體分離成層這種情況的發生，並且，那些位於木星內部深處的氫氣，甚至可以從氣態變為液態和金屬。

科學家們通常是利用大氣溫度和壓力的變化，來確定各種大氣層。位於木星表面的層被稱為對流層，有所不同的是，該對流層延伸到了地表以上50公里左右的地方。我們所看到的紅色和白色的帶，便是由對流層中的氨、水和氫硫化銨而形成的。在區域內氣體上升的同時，也伴隨著帶內下降，這兩個區域總是會被風分割開來，甚至紅色條帶有時還會被白雲覆蓋，導致其短時間的消失。而木星大氣層的最外層，由於沒有劃分明確的邊界，氣體粒子可以逃逸到太空，而外層空間也會深入到星際空間之中。

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