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木星上的狂风暴雨:壮观景象如油画般绚丽

来源:贸讯网 添加时间:2018-06-27 16:23

众所周知,木星是一颗风暴频发的行星。而NASA的朱诺号探测器拍摄的最新照片显示,木星上的可怕风暴不仅限于大红斑区域。木星的“北北温带”也存在大量喷射流与气旋。照片拍下了由氨冰构成的壮观云层,以及一些神秘的深色斑纹。科学家认为,深色斑纹所在处的云层更深。
 
 
这张色彩增强照片由朱诺号于2018年5月23日第13次近距离飞越木星时拍摄。当时朱诺号距木星云层顶部约7900公里。图中左上方为南,右下方为北。
 

 
图中左上方为南,右下方为北。图中间偏左处显眼的橘红色带状结构即为木星北北温带。拍摄这张照片时,朱诺号距木星云层顶部约7900公里,位于北纬41度上方
 
图中间偏左处显眼的橘红色带状结构即为木星北北温带。它的旋转方向与木星自转方向相同,以气旋为主。由于地处北半球,因此呈逆时针旋转。其中还有两处灰色的反气旋。
 
木星北北温带左侧有一处更明亮的带状结构,名叫北北温区。这里云层较高。由于靠近晨昏线,阳光角度较低,因此云层在垂直方向上的起伏更为明显。
 
这些云层可能由氨冰构成,或者为氨冰和水冰的混合物。虽然该区域整体看上去十分混乱,但其南北两侧的旋转图案则有所不同、颜色更浅。根据朱诺号在同一时间开展的近红外观测结果和地面观测结果,科学家认为颜色较深处的云层更厚。观测显示,这些区域温度更高,说明热辐射更深。
 
在这片明亮区域右侧,即木星更偏北处,木星引人注目的条纹图案便不那么显眼了。在这一区域中,可以看到多个单独存在的气旋,以及分散在其中的规模较小、颜色较深的反气旋。
 
 
这张照片其实是朱诺号4月1日第12次近距离飞越木星时拍摄的三张照片的合成图,摄于美国东部时间上午6时09分至6时24分之间
 
这张图片由公民科学家凯文·吉尔利用朱诺号收集的数据制作而成。
 
火星的大部分照片往往以大红斑为重点。大红斑一度曾大到能吞下三个地球,如今却在逐年缩小,直径平均每年减少230公里,导致其云层顶部不断升高。
 
今年4月1日,朱诺号探测器拍摄了一张木星标志性的大红斑照片,图中还包括大红斑周围极为动荡的湍流。这是NASA开展的“公民科学家活动”的一部分,任何人都可利用NASA朱诺号收集的原始数据进行图片处理。
 
文中这张大红斑色彩增强照片由公民科学家杰拉德·艾希施塔特与希恩·多兰共同处理而成。它其实是朱诺号4月1日第12次近距离飞越木星时拍摄的三张照片的合成图,摄于美国东部时间上午6时09分至6时24分之间。拍摄时,朱诺号位于木星南纬43.2至62.1度之间上空,距木星云层顶部约24749至49299公里。
 
大红斑一直令天文学家着迷不已。天文学家认为,大红斑的形状一直在不断变化。它的形状略呈椭圆形。使其呈红色的化学物质如今被抬升到了更高海拔处。大红斑如今越来越偏橙色,也许正是与此有关。科学家还认为,也许在20年之内,大红斑便会彻底消失。
 
科学家认为,这些变化是由大红斑中风速的变化导致的。大红斑位于木星南半球,是一团呈逆时针旋转的剧烈风暴。推动云层旋转的风速高达每小时680公里。
 
“风暴不会一成不变,大红斑也是如此。它的大小、形状和风速一直在不断变化。”NASA戈达德航天飞行中心的行星大气专家艾米·西蒙博士指出。
 
 
大红斑正在逐年缩小,直径平均每年减少230公里。使其呈红色的化学物质如今被抬升到了更高海拔处,致使大红斑如今越来越偏橙色。科学家称自2014年来,大红斑的颜色便在不断加深。
 
人类早在数个世纪之前就开始了对木星的观测。但一直到1831年,人们才首次观察到大红斑。热心的观察者们利用望远镜,对大红斑的大小和移动情况展开了长期观察。早在1878年,便有人对大红斑开展了每年至少一次的持续观察活动。
 
NASA研究团队将这些早年观察结果与多枚木星探测器收集的数据相结合,从1979年的旅行者号,到1995年的伽利略号,再到2016年7月刚抵达木星轨道的朱诺号,然后对大红斑的大小、形状、颜色、移动速度、以及风暴内部风速等数据进行分析。结果发现,大红斑自1878年以来便一直在不断缩小,如今仅相当于一个地球大小。而在19世纪,它的直径一度相当于地球的四倍。
 
 
科学家认为,这些变化是由大红斑中风速的变化导致的。大红斑位于木星南半球,是一团呈逆时针旋转的剧烈风暴。推动云层旋转的风速高达每小时680公里。
 
不过,这团巨大的风暴虽然直径在减小,高度却也有所增加。通过测量几十年来大红斑反射的紫外光,该团队得出结论,大红斑的云层正越来越高。
 
研究人员原本认为,由于风暴正向中间聚拢,风暴内部的风速会比从前更强,就像滑冰运动员抬起双臂时可以旋转得更快一样。然而,这团风暴似乎是被强迫“拉高”的,风速并未增加。
 
“这有点像用转盘制作陶器,”NASA在一则声明中表示,“在转盘高速旋转的同时,工匠用手把一团低矮的黏土向内推,逐渐将黏土变成一只又高又薄的花瓶。花瓶的底座越小,高度便会越高。”
 
 
大红斑的颜色也在不断加深。自2014年来便呈现出越来越强烈的橙色。研究人员还不太确定产生这一现象的原因,但有可能是因为,随着大红斑高度增加,使其呈红色的化学物质也被带到了更高层大气中,因此会接受更多紫外线辐射,从而呈现出更深的颜色。
 
研究人员表示,他们不确定大红斑究竟会在进一步缩小后稳定下来,还是会彻底分崩离析。
 
“假如大红斑按目前趋势发展下去,接下来的5到10年将非常有趣。”该研究的共同作者、NASA戈达德中心科学家里克·科森迪诺博士指出。“这团风暴的外观和行为将会迅速变化,也许‘大红斑’以后就称不上‘大’了。”
 
 
大红斑被夹在两条方向相反的喷射气流之间。由于它中心气压高,因此旋转方向与地球上常见的飓风相反,为反气旋。2017年7月,朱诺号从木星上方9000公里处飞越木星。
 
大红斑是指木星南半球一处巨大的深红色椭圆形云团,呈逆时针旋转。其边缘风速远远超过地球上的任何一次风暴。
 
NASA喷气推进实验室行星科学家、朱诺号任务团队成员格伦·奥尔顿博士表示,大红斑“就像一只轮子,被挤在两条方向相反的传送带之间,因此会不断旋转。”这使得大红斑“十分稳定、经久不衰”。
 
但奥尔顿博士也警告称,大红斑已经时日无多。“事实上,大红斑很长时间以来一直在不断缩小。再过一二十年,大红斑便会变成‘大红圈’。也许再过一段时间,便将彻底消失,变成‘大红色的回忆’。”
 
 

(责任编辑:任业海)

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