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朱诺号太空船传回木星最新影像 惊见巨大气旋群聚

美国航太总署(NASA)朱诺号(Juno)太空船所拍摄的红外线拼接影像显示,木星南极有彼此互绕的巨大气旋存在! COURTESY OF NASA, SWRI,

美国航太总署(NASA)朱诺号(Juno)太空船所拍摄的红外线拼接影像显示,木星南极有彼此互绕的巨大气旋存在! COURTESY OF NASA, SWRI, JPL, ASI, INAF, IAPS


相关视频:太阳系101。从2016年7月开始,朱诺号就一直绕着木星运转,拍摄了许多木星的可见光和红外光影像,让科学家能够测量这些狂暴气旋的大小和温度,大部分气旋的宽度至少有美国那么宽。

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Nadia Drake 编译:林宇威):朱诺号太空船传回木星最新影像,惊见巨大气旋群聚!在太阳系最大行星的表面之下,究竟有哪些翻搅不停的秘密?就让朱诺号太空船来告诉你!

木星的绝大部分表面,覆盖着红白相间的细致条纹和斑点。但现在科学家近距离观察的结果显示,木星两极竟然呈现深蓝色泽,还有为数众多的气旋环绕。

来自美国航太总署朱诺号太空船的观测影像,让我们首度能清楚窥探这个气体巨行星的两极。狂野的旋转曲线群聚成特殊的几何图形,有好几个风暴环绕着中央的螺旋。这些风暴在北极排列成八角形,在南极则是排列成五角形。

「这些风暴的中心排列成多角形的样子,」义大利天文物理及太空行星科学研究所(Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali)的阿贝多.阿德里安尼(Alberto Adriani)如此表示,他在3月8日出版的《自然》(Nature)期刊上发表有关木星风暴的研究成果。

这些气旋非常特别,会在各自的风暴群内漂移或是移动,但却不会消失(至少从朱诺号开始观察以来,没有要消失的迹象),我们从来没有在太阳系的其他行星上见过这样群聚成多边形的结构。在木星隔壁的另一颗气体巨行星──土星的北极,也有个六角形结构,但这个六角形是由单一风暴所形成的。现在,科学家正试图了解是什么样的机制形成并维持木星上的多角形结构。

「我们原本以为会看到土星上那样的大六角形,或是类似的气旋结构,」科罗拉多大学波德分校(University of Colorado, Boulder)的弗朗.巴格纳尔(Fran Bagenal)说,「结果却是现在这样。」

深层狂风

在同期的《自然》期刊上,同时刊登了好几篇关于木星极区的最新研究。这三篇论文解释了木星内部的运作模式,也首度解决了长久以来的争论──木星表面的纹带究竟只存在于浅层,或是反映了木星内部深层物质翻搅的过程?

「自我出生以来,科学家就一直为此争扰不休。」加州大学圣塔克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)的强纳森.福特尼(Jonathan Fortney)说,「在朱诺号造访木星之前,没有任何资料能够回答这个问题。」

木星的直径比地球宽了11倍,但只要短短的十小时左右就能自转一圈。正是这种令人难以置信的高速旋转,赋予了木星代表性云带强大的力量,云带中的狂风从东或西猛烈吹袭,就像是地球信风的放大版。但其实长久以来,科学家并不晓得这样的风是往木星内部深处延伸,或只是表面的天气现象。

朱诺号太空船首度让科学家能够一层层剥开木星充满纹带的表面,回答这个长久以来的疑惑。当朱诺号绕行木星时,会往地球送回无线电波。地球上的科学家就能测量抵达地球波频的微小变化,来测绘木星的重力场,收集有关木星内部的重要线索。

刊登在《自然》期刊的其中一篇研究显示,木星的重力场是不对称的,这表示木星的南北半球之间,有某种质量不平衡的情形存在。

「将来木星甚至可能变成梨形的,」巴格纳尔这么说,「也许是1​​000年后或更久,也有可能是在几十年后──我们不知道会是怎样的时间尺度。」

第二篇研究认为,木星的狂风是造成南北半球质量不平衡的原因。发表此研究的科学家表示,狂风一定是往木星内部深层延伸,才能移动这么多的质量。这篇研究和第三篇研究都显示,木星表面的特征和大气纹带,与至少3000公里深的湍流相关。

旋转大头菜

第三项研究还说明,木星内部的巨大压力将原子挤压在一起,让它变成旋转的固态球体。巴格纳尔表示,木星内部的压力大概是地球大气压的1亿倍,这就像是在1000只叠罗汉的大象下方,最底下的大象不但只用单脚站立,而且还穿着细跟高跟鞋。

在如此巨大的压力下,存在着一层金属氢,这层金属氢不停旋转,产生了木星的磁场。在这层奇特的氢下方深处,包覆着融解的岩石和矿物核心。

这些研究都显示,木星是颗比我们想像中还要更为复杂的行星,就像是颗洋葱那样,只是更多层次?嗯,或许也不是如此。

「可能更像是颗大头菜,」巴格纳尔说。 「而且是颗非常大的大头菜。」

就像是大头菜这种特殊的蔬菜,木星有独立却又相连的层次,而且越往中心越密集。但当然啦,大头菜不会像木星那样每十个小时就自转一圈,在狂暴回旋、风起云涌的表面之下,还有个旋转的固态核心。

「我们也许应该预料到,木星的结构会比教科书上所说的的还要更为混乱和复杂,」 巴格纳尔说,只要能掌握木星的运作模式,就更有机会了解包含土星在内的其他气体巨行星。

也许是这样没错。

「我们总喜欢把木星当作其他恒星系统巨行星的原型,」她说:「但是,谁知道是否真是如此呢?」




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