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发布时间:01月07日 阅读:676



【逐日科技网】

无论从体积照样质量上看,木星都可谓太阳系行星中的“巨无霸”。只管不少探测器早已飞掠木星,这颗外表犹如油画般的气体星球依然蒙着一层层神秘的面纱。

除了令人赞叹的血色和白色条带之外,木星上非分特别撩拨民心的便是大年夜红斑。据朱诺号木星探测器传回的照片,大年夜红斑呈卵形,好像一颗伟大年夜的宝石镶嵌在木星的大年夜气云带之间。

大年夜红斑仿若木星的一个胎记。自1665年被天文学家卡西尼(Cassini)发明以来,大年夜红斑被人类知晓已长达300多年,人类对大年夜红斑的继续不雅测也有100多年历史。根据历史不雅测数据,大年夜红斑正在赓续缩小,外形变得越来越圆,颜色也跟着光阴发生变更。

面对大年夜红斑的改变,有学者提出,大年夜红斑终将会消掉。这是真的吗?

多彩的反气旋风暴

在此之前,先要搞清楚大年夜红斑究竟是什么。

木星就像一颗被彩虹条带包裹的星球,这些条带是因木星上氨冰云的厚度和高度差异造成的,也与大年夜气压的不合有关。假如把木星看作调色板,它身上的“颜料”会跟着木星自转而流动,不时候刻孕育发生变更,从而绘制出一幅环球无澳门新葡亰平台游戏b双的油画。

在这幅油画中,大年夜红斑独特而刺眼。它呈椭圆形,器械长约2.6×104千米,南北宽约1.2×104千米,大年夜概位于木星赤道以南、南纬2澳门新葡亰平台游戏b2°的位置。资料显示,大年夜红斑最初的覆盖范围澳门新葡亰平台游戏b大年夜到足以吞进2—3个地球。

因为外面存在伟大年夜风暴和澎湃的气流,木星也被称为风暴的花园。而大年夜红斑恰是一股激烈的反气旋(高压)风暴。这股风暴按照逆时针偏向高速扭转,大年夜约六个地球日转完一圈。它的颜色无意偶尔鲜艳、豁亮,呈鲜血色;无意偶尔变浅变淡,呈粉血色,以致完全褪色。

这股独特的风暴是若何形成的呢?

“大年夜红斑和木星外面的其他涡旋一样,都是由木星内部向外披发的热流驱动,并且在强大年夜的地转方向力(科里奥利力)感化下形成的。然则它们的涡旋强度和进入木星内部的深度各有不合。”中科院上海天文台钻研员孔大年夜力奉告科技日报记者,大年夜红斑与木星的内部热流有关。

木星上有大年夜红斑也有白斑,这二者有何差别?孔大年夜力解释道,大年夜红斑内风速高,全部涡旋可能向下“扎根”数百公里,是以它的存在较为稳定。而木星上其他很多白斑风速对照低,存在于大年夜气上层,还未能向下延伸很多。

“木星上血色和白色区域反应了温度的不合。”孔大年夜力表示,“白色区域温度较低,氨等因素会以冰晶形式存在,是以反照率较强,显示为白色;而血色区域温度较高,存在形式为气体,是以反照率低落,颜色黯淡发红。”

有人奚弄,试图澳门新葡亰平台游戏b懂得木星内部热流会孕育发生白斑照样红斑,就像试图猜测把奶油倒入一杯热咖啡时会孕育发生何种图案一样艰苦。

红云剥落可能是自然状态

时间易逝,容颜易老,大年夜红斑也在岁月流转中悄然改变。

100年前,大年夜红斑的直径约为4万公里,现在只有当时的一半阁下。天文学家称,大年夜红斑在以前10年阁下大年夜约丧掉了其总大年夜小的15%。照这样下去,到2040年时,卵形的大年夜红斑或许会变成圆形。

面对大年夜红斑赓续“瘦身”且变圆的趋势,有钻研者提出疑问:大年夜红斑是否会消散去觉得大年夜红斑会消掉的人指出,木星大年夜气层中一些未知的活动可能正在耗损大年夜红斑能量,使大年夜红斑变得越来越小。

依据此前传回的大年夜红斑照片,科学家们发明,大年夜红斑上有血色物质剥落的征象。2019年春,有察看者也拍摄到了大年夜红斑“撕下”血色“薄片”的天气。有人推想,这是大年夜红斑消掉的征兆。

不过,在美国加州大年夜学伯克利分校的菲利普·马库斯(Philip Marcus)看来,大年夜红斑本身有云层覆盖,这种剥落征象是涡旋的一种自然状态,并非大年夜红斑逝世亡的迹象。

“红云剥落可以理解为温度较高的一团气体脱离大年夜红斑。近期察看到的红云剥落应该是正常的涡旋互相感化的结果。”孔大年夜力也表示,大年夜红斑是一个反气旋,当一个小的气旋接近它时,就会造成大年夜红斑一些外围部分分开大年夜红斑,“而且,这种相遇和影响可能常常发生”。

来自美国哈佛大年夜学地球和行星科学系的博士后哈桑扎德(Hassanzadeh)曾表示,许多身分可能澳门新葡亰平台游戏b会削弱大年夜红斑。比如大年夜红斑本身往外辐射热量,其周围的小涡旋也会影响大年夜红斑。

还有些钻研者指出,大年夜红斑经由过程兼并周围的涡旋得到能量并延长命命。美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中间的艾米·西蒙(Amy Simon)就曾表示,一些很小的涡旋在赓续汇入大年夜红斑中。西蒙觉得,这些小涡旋可能是导致大年夜红斑内部动力和能量变更的身分。

孔大年夜力则坦言,大年夜红斑本身规模弘远年夜于其他涡旋,通俗的涡旋对大年夜红斑的影响很难从根本上改变大年夜红斑的动力学性子和形态。哈桑扎德也觉得,大年夜红斑兼并小涡旋的征象不够以解释为何大年夜红斑能够如斯长命。

垂直涡旋或是关键身分

实际上,天文学家并不确定大年夜红斑的存在是暂时照样永远的。

“根据今朝的理论,大年夜红斑或许早已消掉。然而,它已经存在了数百年。”哈桑扎德说。

为了商量大年夜红斑长命奥秘,哈桑扎德和马库斯建立了自己的模型。与其他模型不合,他们的模型完全是三维的,具有很高的分辨率。最紧张的是,与大年夜多半模型仅关灌水平流动旋涡不合,马库斯团队的模型将垂直流动的涡旋也纳入了模型构建中。

哈桑扎德说:“以前,有钻研职员觉得垂直涡旋不紧张而将其轻忽,或由于这样建模太艰苦而应用了更简单的方程式。”

随后,他们发明,垂直运动的涡旋或许是揭开大年夜红斑长命之谜的关键。昔时夜红斑丧掉能量时,垂直涡旋上方的热气体和下方的寒气体就会流向中间,以规复其部分丧掉的能量。

根据哈桑扎德的说法,类似的垂直涡旋可以用于解释为何直布罗陀海峡相近的洋流涡旋能持续数年,即垂直流将营养物质送到海洋外面,而后在海洋生态系统中发挥感化。

只管有大年夜量图像证据证实大年夜红斑徐徐缩小。但钻研职员说,还没有直接证据注解大年夜红斑涡旋本身大年夜小或强度已经改变。

“大年夜红斑是否会消掉这个问题很难回答。”孔大年夜力强调,“由于大年夜红斑是由内部热流驱动的,以是终极导致它消掉的根滥觞基本因照样举世内部向外披发烧流发生改变。而这种变更是由木星更深部流体运动状态改变造成的,这种改变必要的光阴可能好久。”

“另一种影响大年夜红斑的环境便是涡旋之间的互相感化。所谓的大年夜红斑血色物质脱落,便是源于其相近涡旋的影响。但从现有理论阐发和数值模拟来看,大年夜红斑在和其他涡旋发生感化时照样对照稳定的。”孔大年夜力强调,大年夜红斑终极会不会消掉,可能照样要由驱动大年夜红斑的根自己分,也便是内部热流来抉择。

值得一提的是,此前对大年夜红斑的地面不雅测只限于颜色、外形及位置变更。自前驱者10号和11号,以及旅行者1号和2号飞掠木星并取得近间隔不雅测资料后,对大年夜红斑细微布局的阐发成为可能。钻研职员也盼望,哈勃太空千里镜能助力揭开更多木星之谜。



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