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木星大红斑被神秘力量挤压,原因究竟何在?

   时间:2024-10-15 18:21:54 来源:ITBEAR作者:刘敏编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

木星的大红斑(GRS),这一太阳系中备受瞩目的气象奇观,其庞大的规模和持久的历史,一直吸引着天文学界和科学爱好者的目光。最新哈勃太空望远镜的观测结果显示,大红斑不仅正在缩小,还经历着一种周期性的振荡,每隔约90天就会被挤压收缩,这一现象为科学家们带来了新的研究谜题。

大红斑,位于木星南半球,是一个巨大的反气旋风暴,直径可达12,000至14,000公里,足以容纳两个地球。其风速极高,尤其在风暴边缘,可达每小时400公里,远超地球上最强烈的飓风。大红斑之所以呈现红色,其确切原因至今仍是个谜,但科学家推测可能与木星大气中的复杂化学反应有关,包括磷化合物或其他有机分子在极端环境下的变化,以及太阳紫外线辐射的影响。

近年来,天文学家通过哈勃太空望远镜的高分辨率观测发现,大红斑的风速并非一成不变,而是存在一定的波动。研究表明,大红斑边缘区域的风速近年来有所加快,增加了约8%,而中心区域的变化则不太显著。这表明大红斑内部的风速动态在不同区域呈现出复杂的变化。

这些高速气流是由木星强烈的内部热量、快速自转以及大气中的复杂流体动力学相互作用共同维持的,使得这一巨大的风暴系统能够持续数百年之久。然而,哈勃太空望远镜在2023年12月至2024年3月间的观测发现,大红斑每隔大约90天就会发生振荡,似乎在不断被挤压和膨胀。这一现象打破了人们传统上认为大红斑只是在逐渐消失的认知。

美国宇航局戈达德航天飞行中心的天文学家艾米·西蒙领导了这一观测工作。她指出,大红斑的形态变化伴随着其旋转速度的波动,即风暴加速时尺寸收缩,减速时尺寸膨胀。这种周期性的挤压现象尚无明确的流体动力学解释,但可能与木星大气的复杂流动模式有关。

大红斑位于木星赤道以南22度,被两条速度高达每小时428公里的强大急流包围,这些急流阻止了大红斑向其他纬度漂移,但它仍然相对于木星大气的其余部分向西漂移。天文学家发现,大红斑的这种西向漂移速度也呈现出类似90天的周期性波动。当漂移加速时,大红斑的形状会变得更为扁平,而当漂移减速时,风暴会重新膨胀,这种现象类似于三明治馅料的挤压效果。

加州大学伯克利分校的迈克·黄解释说,漂移和形状变化之间的关系可能意味着,大红斑的振荡不仅仅是局部风暴的结果,而是木星整体大气流动与风场相互作用的表现。未来,詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外观测有望进一步揭示风暴内部的动态变化。

除了专业望远镜的观测,顶尖的业余天文学家也为大红斑的研究做出了贡献。他们的高分辨率成像数据为哈勃和其他专业望远镜的观测提供了重要的补充。随着大红斑振荡现象的发现,业余天文学家有机会通过调整观测方法,捕捉到更多细节。

自被发现以来,大红斑已经明显缩小,而最新的振荡现象又为这一风暴的未来增添了更多不确定性。西蒙推测,随着大红斑继续缩小,它可能会逐渐适应木星纬度带的风场,最终固定在一个较小的尺寸上。然而,木星风暴的复杂性远超出人们的预测,要想了解大红斑的最终命运,还需要更多的长期观测和数据分析。

 
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