太陽系第三大風暴,比地球還大,最近出現了詭異的變化

2020-12-19 姿勢分子knowledge

太陽系中,一共有三個風暴特別震撼,其中最著名的就是木星大紅斑,其次是土星北極的六邊形風暴,還有一個就是海王星的大暗斑。

太陽系第三大風暴

由於海王星距離地球十分遙遠,而人類的觀測能力也不是一蹴而就的,所以海王星的大暗斑一直沒有被發現。直到1989年,NASA的旅行者2號探測器在飛越海王星的時候,第一次發現了大暗斑。

和木星的大紅斑類似,最初大暗斑位於海王星的南半球,都是相當於地球澳洲的位置。而且,大暗斑也是一個非常恐怖的風暴,只不過比大紅斑小一點,最大時跨度約為13000公裡,比地球直徑還要大!

和大紅斑不同的是,大暗斑並沒有那麼持久,能夠在長達三百多年的時間裡一直存在。大暗斑也會消失,但奇怪的是,它又總是會捲土重來,十分神秘。另外,大暗斑並不孤獨,海王星上還有其他小的暗斑不斷出現。我們知道,海王星是太陽系內擁有最恐怖、最狂野風暴的行星,因此這樣的情況也並不意外。

哈勃望遠鏡眼中的大暗斑

1990年,哈勃太空望遠鏡發射升空,從此人類獲得了新的探測大暗斑的機會。很快,哈勃望遠鏡就在海王星上發現了4個新的風暴,由於這些風暴(包括旅行者2號發現的2個)比周圍顏色深,所以統稱為暗斑,而最大的那個則被稱為大暗斑。

通常來說,這些暗斑都有著相似的行為:首先在南半球中緯度地區出現,然後用大概兩年的時間逐漸向赤道靠近,然後逐漸消失。在過了4-6年的時間後,又會有一組新的暗斑出現,繼續上面的過程,如此循環。

2018年的時候,哈勃望遠鏡觀測到了迄今為止人類記錄下的第四次大暗斑,這一次它出現在了北半球,並且被命名為NDS-2018。當時這個大暗斑已經出現有一段時間了,跨度大約為11000公裡。一切看似都和前幾次沒有什麼區別,但是隨著觀測的深入,科學家們發現了詭異之處。

「好馬也吃回頭草」

加州大學伯克利分校的行星科學家Michael Wong描述他們的發現說:「這一次的風暴原本也像預期的行為一樣發展,然後,突如其來地,它停止了步伐,開始往回走,這實在是令人震驚。」

今年1月份的時候,哈勃望遠鏡再次觀測了海王星的大暗斑時,它正按照正常的情況向赤道移動。根據以往的情況,在它移動的過程中,能夠使其保持穩定的科裡奧利效應會一點點減弱,然後風暴消失在海王星的表面,等待下一次風暴的出現。

(圖片說明:哈勃太空望遠鏡拍攝的海王星兩個暗斑)

令科學家萬萬沒有想到的是,在1月份大暗斑已經削弱到只有7400公裡(4600英裡)直徑的時候,它的旁邊竟然出現了另一個暗斑——小版的大暗斑,其直徑也達到了6275公裡(3900英裡)!二者的尺寸幾乎不相上下,在蔚藍的海王星上就好像是「雙龍戲珠」。

隨後,在今年8月份,科學家再次把哈勃望遠鏡對準了海王星。令人驚訝的是,那個小版的大暗斑已經消失,而正常的大暗斑已經繼續向北移動了,這是科學家第一次發現大暗斑向兩極移動。由於哈勃望遠鏡的觀測任務非常多,不可能隨時盯著海王星進行觀測,所以科學家也沒有看見這期間到底發生了什麼。

Wong表示:「這些觀測結果令我們非常興奮,這個較小的暗斑結構有可能是大暗斑削弱過程中分裂出的一部分,而這個過程是我們此前從沒有觀測過的。我們已經看到了其他的一些暗斑在一點點黯淡、消失,但是即使是利用計算機模擬過程來預測,也沒有見到過其中任何的碎片。」

黑暗旋渦中的秘密

目前來說,對海王星大暗斑的完整發展過程,我們還沒有一個全部的記錄過程,而這些小型暗斑的出現和消失或許可以給科學家們提供一些線索。

首先,這個小版的大暗斑出現在NDS-2018靠近海王星赤道的那一側。而根據計算機模擬的過程顯示,恰恰是海王星的這個位置最有可能出現幹擾大暗斑的情況。

其次,小版的大暗斑的出現本就是一個隱藏的線索,Wong介紹說:「剛看到那個比較小的暗斑時,我還以為是大暗斑被破壞了。我沒有想到,那竟然是一個正在形成的旋渦,因為它離赤道越來越遠。它就位於這個不穩定的位置上,但我們找不到二者之間的關係,這成為了一個巨大的謎題。也就是在一月份的時候,暗斑旋渦也停下了移動的腳步,重新開始向北移動。也許是通過甩掉那個碎片,阻止了它向赤道移動的步伐。」

目前來說,對於海王星表面的大暗斑風暴,科學家的了解還非常有限。這些風暴的內部相對更加空曠,這和木星以及土星表面的氣旋有著比較明顯的區別。

科學家探測到的大暗斑附近雲層都是白色且十分稀鬆的,據推測這可能是從低層大氣上升過程中冷凍成冰晶的甲烷。而在NDS-2018改變移動方向的時候,這種白色的雲層也神秘消失了,這也給科學家帶來了新的謎題。

不管怎麼說,這些暗斑都蘊藏著海王星表面的大氣動力學秘密,隱藏著許多關於海王星風暴演變過程的信息,值得科學家們深入地去探索。研究人員仍然在現有的數據中仔細搜索,試圖找到更多較小的暗斑所隱藏的信息,來破解這些謎題。遺憾的是,哈勃太空望遠鏡有著大量的任務,只能在下一次再抽出時間來對海王星進行觀測。

顯然,如果能夠發射探測器對海王星進行近距離觀測是最好的選擇,NASA目前也的確在考慮21世紀第3個十年中進行這樣的嘗試,不過一切都還在討論中。和探測火星一樣,海王星探測也有窗口期,而且周期更長。因此,如果NASA真的想要探索這顆遙遠的冰巨星,那就要儘早做決定,因為留給我們的時間,的確是不多了。

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