時速2414公裡的颶風!海王星到底發生了什麼事讓它這樣突破極限?

2020-12-05 遨遊世界科學

本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。

旅行者號是人類目前跑得最遠的探測器,它承載著人類的先進文化離開了太陽系,駛向未知的星際空間。2013年9月12日,在這歷史性的一天,美國宇航局NASA正式確認「旅行者1號」探測器已經離開我們的太陽系,並且已經到達太陽系外空曠的恆星際空間超過一年時間。5年後,在2018年12月10日,NASA確認「旅行者2號」探測器已飛離太陽風層,成為第二個進入星際空間的探測器。儘管兩位偉大的「宇宙探險者」已經成為「回憶的教科書」,但是旅行者號留下的珍貴行星資料,讓人類對行星有了新的認識!

1989年,當旅行者2號到達海王星時,也就是它開始其穿越太陽系的歷史性旅程的12年後,它發現了6個新衛星,並拍攝了第一張行星環的照片,與此同時,它發現了海王星的異常現象!近日科學家重新翻開旅行者號所留下的海王星數據時,再次將這些異常現象提上了議程,他們希望能解開海王星異常的奧秘!

海王星是科學家重點研究的星球之一,它的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷,這些甲烷是使行星呈現藍色的原因之一,但是更令科學家關心的是海王星的「颶風」!

高達2414公裡每小時颶風風暴

颶風在地球上已經屢見不鮮了,它們的出現一般都是受到地球自轉而產生的熱帶氣選的影響,進而誕生了這一令人聞風喪膽的恐怖自然災害,造成海面低氣壓區的溫暖海水是颶風形成的關鍵因素。但是呢?颶風並不是地球的專屬產物,它在別的星球上也能「作威作福」!

在旅行者號留下的數據中,科學家注意到一場特別猛烈的風暴。這場暴風雨著實令人吃驚!數據顯示在海王星南半球有一股高達2414公裡每小時的逆時針旋轉的颶風,這是有記錄以來最強的颶風。天文學家稱它為「大黑斑」,雖然五年後哈勃太空望遠鏡觀測到這顆行星時,它已經消失了,但他們很想知道為什麼當時這場風暴為何如此極端。雖然海王星有著太陽系最強烈的風暴已經是常識,根據以往測量到的風速高達2100km/h,但是這場風暴再次讓這顆行星刷新了人類的世界觀。

在地球上,即便17級以上的風暴,它的時速也僅僅過了221公裡以上,並且在地球上也是相當罕見的。但是海王星這場時速2414公裡的風暴再次刷新了人類對行星、對風暴的認識,並由衷地產生敬畏之情。對科學家來說,除了敬畏之餘,他們更多的是好奇:為什麼海王星的風這麼強?

可能的原因

科學家提出的一個原因是來自海王星自身內熱和自轉的結合,因為他們認為從風產生的深度比陽光穿透的深度要深看來,更像是一種自身內熱活動產生的源頭。因為海王星有著一個熾熱的內部核心,其溫度約7000℃,和大多數已知的行星相似。

科學家還比較了天王星和海王星的風速不相匹配的現象,天王星的風速可以達到560英裡每小時,而海王星的時速可以達到1500英裡每小時以上。它們的速度都非常快,達到峰值時的速度比木星還快。據美國宇航局表示,木星的大紅斑可以以每小時384英裡的速度爆發。但科學家同時表示,除了內熱以外,海王星必然還隱藏這其他秘密可以導致這一場強大的風暴,如果天王星不產生額外的熱量,僅靠內熱根本無法解釋如此恐怖的速度。

因此這些行星的內部結構,包括它們的質量、核心尺寸和徑向密度分布等等,這些詳細信息對於我們了解它們的風非常重要。通過計算機模擬表明,這些冰巨星的風被限制在其大氣上層的淺層深處。這可能表明,我們在天王星和海王星上看到的疾風,至少有部分是由於像水這樣的物質的凝結潛熱釋放。

而事實上旅行者號的數據並不完美,甚至有相當大的局限性,因為它所提供的數據只顯示了海王星某個特定高度的風速,對於其他高度的風速我們並不了解,但是很遺憾這個問題暫時要被擱置了,因為我們並未在海王星的大氣層中投放過探測器。這一切都只能等待海王星探測器出現的一天!它將為我們解開這一真相!

但是旅行者號的數據仍然是寶貴的,通過海王星和天王星的數據表明,在相似條件下形成的行星可以產生兩個完全不一樣的現象。這有助於我們限制這些行星形成的模型,並為太陽系的整體形成提供線索。

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  • 1989年拍攝的照片,神秘的海王星大黑斑,時速2400公裡
    木星大紅斑位於木星南緯23度,長度大概25000公裡,上下跨度大概12000公裡。木星大紅斑的邊緣風速達到了每小時320公裡,經常會捲起高達8000米的雲塔。雖然木星大紅斑非常可怕,但是它並非太陽系中最恐怖的風暴,因為還有一個更讓人恐怖的風暴就是海王星大黑斑。海王星是太陽系的八大行星之一,如果由內往外數的話,海王星位於太陽系的最外圍,也是距離太遠最遠的行星。
  • 1989年拍攝的照片,神秘的海王星大黑斑,時速2400公裡
    木星大紅斑位於木星南緯23度,長度大概25000公裡,上下跨度大概12000公裡。木星大紅斑的邊緣風速達到了每小時320公裡,經常會捲起高達8000米的雲塔。雖然木星大紅斑非常可怕,但是它並非太陽系中最恐怖的風暴,因為還有一個更讓人恐怖的風暴就是海王星大黑斑。
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