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最新探測結果:木星之眼在關閉,雲下有動靜,但不知是什麽

2024-03-17科學

哈伯太空望遠鏡再探木星,並拍下了一系列新照片。

哈伯太空望遠鏡2024年1月5日拍攝的木星照片。這張照片展現了它存在大紅斑的半球。 NASA / ESA / STScI / Amy Simon (NASA-GSFC)

哈伯太空望遠鏡2024年1月6日拍攝的木星照片。這張照片展現了它不存在大紅斑的另一半球。 NASA / ESA / STScI / Amy Simon (NASA-GSFC)

2024年1月5日至6日,哈伯太空望遠鏡再探木星,拍下了一系列新的照片。木星的自轉周期大約為10小時,哈伯每隔一段時間拍攝一次,能夠展現木星的全貌。

透過這些照片,人們吃驚地發現,木星在悄然發生變化。在木星翻滾的雲下,一定在發生什麽事,只是我們不知道。木星上的大小風暴數量比以往要多,表明木星的大氣層比以往更活躍。

2023年1月21日木星透過近日點。讓人沒有想到的是,時隔一年之後,木星從太陽那裏獲得的額外熱量依然在影響著它的大氣層。

木星表面的最顯著特征是明暗相間的雲帶。淺色的雲帶實際上是從木星內部向上升騰的氣流;而深色的雲帶是下沈氣流。木星的整個大氣層都在環繞行星旋轉,但雲層的厚度卻只有大約50千米,與木星的整個大氣相比,其實是淺淺一層。

木星雲層中最著名的特征是大紅斑。大紅斑是一個巨大的風暴,存在了大約200年,且很有可能更久。但近年來天文學家發現了一件奇怪的事情,大紅斑正在變得越來越小,似乎有消失的趨勢。

在19世紀晚期,大紅斑的寬度大約是4.1萬千米,足以吞下3個地球;旅行者1號和旅行者2號探測器1979年飛掠木星時,大紅斑的直徑是2.33萬千米;1995年哈伯太空望遠鏡第一次拍攝木星時,大紅斑的直徑是2.095萬千米;2014年,大紅斑直徑1.65萬千米;2021年,大紅斑直徑1.475萬千米;到了2023年11月,大紅斑的直徑縮小到了僅1.25萬千米。

現在,大紅斑甚至連一個地球都吞不下了。

沒有人知道大紅斑為什麽會縮小。也許是大紅斑自身的原因。也沒有人知道未來會不會有新的風暴接替它。為了找到大紅斑縮小的原因,追蹤大紅斑的演化趨勢,科學家正在絞盡腦汁。

但是盡管大紅斑正在變得越來越小,這個風暴的體量本身依然是驚人的。它的面積相當於整個地球的圓面,而深度達到了近500千米。大紅斑內的狂風風速達到了驚人的每小時430至680千米。

大紅斑並不是木星上唯一的紅色風暴。一個名為Oval BA的風暴就在2006年變成了紅色,並在幾年內逐漸縮小。目前它位於大紅斑的右下方,但已經不那麽紅了。

這些風暴為什麽會變成紅色也是一個未解之謎。尚不充分的證據表明,它與氣流的化學成分有關。可能氣流從木星內部帶出了磷元素和硫元素,甚至可能是有機分子。這些物質在上升到雲層表面後,被太陽光中的紫外線照射,發生光化學反應後會變成紅色。

木星的另一個半球由於沒有大紅斑而略顯乏味。但是如果我們仔細觀察,也能發現不少有趣的特征。在那裏靠近紅色的北赤道帶的地方,我們可以發現兩個較小的風暴,一個是深紅色的,另一個是淡紅色的(在前者的左上方)。兩個風暴靠得很近。深紅色的風暴是個沿著逆時針方向旋轉的氣旋;而淡紅色的是個反氣旋,它是沿順時針方向旋轉的。由於這兩個風暴的旋轉方向相反,因此當它們靠近時,不會像別的風暴那樣合並,而是會彈開。

在這張照片中,哈伯還「順便」拍進了距離木星最近的木星衛星——表面布滿活火山的木衛一。

這一組12張照片展現了木星的整個自轉過程。照片攝於2024年1月5日至6日。大紅斑可以作為參考用以測量木星的自轉周期。部份照片同時攝入了木衛一,部份照片中還出現了木衛一投射在木星雲層表面的影子。 NASA / ESA / Joseph DePasquale (STScI)

參考
Hubble Telescope spies stormy weather and a shrinking Great Red Spot on Jupiter
https://www.space.com/jupiter-hubble-storms-great-red-spot-shrinking
Jupiter
https://hubblesite.org/contents/media/images/2024/009/01HPMMENP1SYNZ56N1JJ5ZA7Q7