木星大紅斑存在一個神秘熱源

2021-01-19 浩瀚宇宙

據外媒報導，日前，一份發表於《Nature》上的研究報告表明，木星大紅斑(Great Red Spot)上的高層大氣溫度比該大氣層的其他任何一個地方都要高，這很有可能是受到了低層大氣的影響。換句話說，這兩個大氣層之間可能存在著某種聯繫，它們之間會相互影響。大紅斑是木星最大的標誌之一，它由一個巨大的颶風組成。據悉，這個颶風橫跨1000英裡，最高時速可達400英裡。


自19世紀開始，天文學家們就已經開始在觀察、研究這個大紅斑，他們想了解這個風暴是怎樣開始以及周圍大氣的真實模樣。


科研人員通過NASA在夏威夷建造的紅外望遠鏡檢測到大紅斑高層大氣的溫度大概在1600K左右，比這顆星球高層大氣的平均溫度（約為900K）要高很多。而造成這種現象的原因很有可能就是高能波。這意味著這個颶風的湍流運動生成了一個能夠向上升的聲波。當它們到達高層大氣之後通過對原子的震蕩產生溫度峰值。


研究發現，低層大氣和高層大氣之間實際上會通過某種方式連接，它們彼此之間會相互影響。不過令研究人員感到詫異的是，這兩個大氣層之間的距離長達近500英裡。波士頓大學行星科學家、該項研究領導者James O'Donoghue表示：「我們不認為這兩個區域能以某種方式耦合，但事實證明，它們真的是這樣子。」


這種耦合將可能有助於行星科學家們解決困擾了他們很多年的「能源危機」之謎。木星--還有太陽系中其他氣態巨行星--的高層大氣溫度都要比預算中的高。計算機模型顯示，木星高層大氣的溫度應該在300K左右，這與實際的數值相去甚遠。科研人員目前也無法解釋這種熱量差，但最新的研究表明，其很有可能是低層大氣的運動所致。


一開始，研究人員以為木星兩極的極光可能會向下蔓延並且還會提升大氣其他區域的熱度，然而模型顯示的結果卻不是這樣。由於有風會極快的速度自東向西穿過木星中間位置，於是極光仍舊被困在了兩極。還有一種解釋是聲波，但目前還沒有找到任何直接的證據。


O'Donoghue對此作出了一個比喻，這就像是用一個勺子攪拌咖啡，如果一開始順時針攪拌，突然改為逆時針，此時，杯子裡就會發生劇烈晃動，實際上攪拌者還能聽到這種晃動的聲音。而這也是大紅斑所會發生的一種現象，這代表了在這一期間中其會產生一些聲波，當它們垂直被送到高層大氣之後，將對大氣層內的原子產生作用力， 這些不斷振動的原子則將動能轉換成了熱能。


基於現在的這項研究成果，科研人員打算接下來對木星上的其他小風暴也展開研究。

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    「大紅斑」風暴是一個反氣旋旋渦，位於木星南赤道帶邊緣；「大紅斑」面積廣闊，寬度約等於3圈地球圓周，其平均氣溫僅華氏零下260度。自從17世紀天文學家首次觀測到此風暴，大紅斑至少已存在200到350年。    屬於氣體星球的木星是太陽系裡體積最大、自轉速度最快的行星，至少有63顆衛星圍繞四周。
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    木星的紅斑是太陽系最突出的特徵之一。這是一個和地球三倍一樣大小的巨大風暴。自從太空人第一次用望遠鏡看見它開始，它一直圍繞著木星雲層頂端肆虐。這可能是一個暫時的情況，也有可能木星的紅斑繼續減少它的大小。如果它繼續減少，到2040年可能看起來就像一個圓形了。我們已經在《天文在線》上寫了很多關於木星紅斑的文章。這是一個關於木星小紅斑的文章，這是一個關於木星紅斑一起碰撞的文章。