新模型或揭示木星“胎记”长寿秘诀

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  无论从体积还是质量上看,木星都可谓太阳系行星中的“巨无霸”。尽管不少探测器早已飞掠木星,这颗外表如同油画般的二氧化碳气体 星球依然蒙着一层层神秘的面纱。

  除了令人惊叹的红色和白色条带之外,木星上格外撩拨人心的可是 我大红斑。据朱诺号木星探测器传回的照片,大红斑呈椭圆形,宛如一颗巨大的宝石镶嵌在木星的大气云带之间。

  大红斑仿若木星的一八个胎记。自1665年被天文学家卡西尼(Cassini)发现以来,大红斑被人类知晓已长达30多年,人类对大红斑的连续观测完整性后要30多年历史。根据历史观测数据,大红斑正在不断缩小,行态变得没人 圆,颜色也随着时间处于变化。

  面对大红斑的改变,有学者提出,大红斑终然后 消失。这是真的吗?

  多彩的反气旋风暴

  在此然后,不能自己搞清楚大红斑究竟是哪几种。

  木星就像一颗被彩虹条带包裹邮寄的星球,哪几种条带是因木星上氨冰云的高度和高度差异造成的,也与大气压的不同有关。然后 把木星看作调色板,它身上的“颜料”会随着木星自转而流动,每时每刻产生变化,从而绘制出一幅独一无二的油画。

  在这幅油画中,大红斑独特而耀眼。它呈卵形,东西长约2.6×104千米,南北宽约1.2×104千米,相当于处于木星赤道以南、南纬22°的位置。资料显示,大红斑最初的覆盖范围大到足以吞进2—八个地球。

  然后 外皮处于巨大风暴和汹涌的气流,木星也被称为风暴的花园。而大红斑正是一股猛烈的反气旋(高压)风暴。这股风暴按照逆时针方向高速旋转,相当于八个地球日转完一圈。它的颜色有时鲜艳、明亮,呈鲜红色;有时变浅变淡,呈粉红色,甚至完整性褪色。

  这股独特的风暴是何如形成的呢?

  “大红斑和木星外皮的可是 我涡旋一样,完整性后要由木星内部内部结构向外散发的热流驱动,然后 在强大的地转偏向力(科里奥利力)作用下形成的。然后 它们的涡旋强度和进入木星内部内部结构的高度各有不同。”中科院上海天文台研究员孔大力告诉科技日报记者,大红斑与木星的内部内部结构热流有关。

  木星上有大红斑完整性后要白斑,这二者有何区别?孔大力解释道,大红斑内风速高,整个涡旋然后 向下“扎根”数个油,然后 它的处于较为稳定。而木星上可是 我可是 我白斑风速比较低,处于于大气上层,还未能向下延伸可是 我。

  “木星上红色和白色区域反映了温度的不同。”孔大力表示,“白色区域温度较低,氨等成分会以冰晶形式处于,然后 反照率较强,显示为白色;而红色区域温度较高,处于形式为二氧化碳气体 ,然后 反照率降低,颜色黯淡发红。”

  村里人 调侃,试图了解木星内部内部结构热流会产生白斑还是红斑,就像试图预测把奶油倒入一杯热咖啡后要产生何种图案一样困难。

  红云剥落然后 是自然状态

  峥嵘时光易逝,容颜易老,大红斑也在峥嵘时光流转中悄然改变。

  30年前,大红斑的直径约为4万公里,现在非要当时的一半左右。天文学家称,大红斑在过去10年左右相当于损失了其总大小的15%。照可是 我下去,到2040年时,椭圆形的大红斑或许会变成圆形。

  面对大红斑不断“瘦身”且变圆的趋势,有研究者提出问題:大红斑是不是 会消失?认为大红斑会消失的人指出,木星大气层中可是 我未知的活动然后 正在消耗大红斑能量,使大红斑变得没人 小。

  最好的办法此前传回的大红斑照片,科学家们发现,大红斑上有红色物质剥落的问題。2019年春,有观察者也拍摄到了大红斑“撕下”红色“薄片”的景象。村里人 推测,这是大红斑消失的征兆。

  不过,在美国加州大学伯克利分校的菲利普·马库斯(Philip Marcus)看来,大红斑两种生活有云层覆盖,这种 剥落问題是涡旋的两种生活自然状态,虽然大红斑死亡的迹象。

  “红云剥落不还可以 理解为温度较高的一团二氧化碳气体 选者离开大红斑。近期观察到的红云剥落应该是正常的涡旋相互作用的结果。”孔大力也表示,大红斑是一八个反气旋,当一八个小的气旋靠近它时,就会造成大红斑可是 我外围次要选者离开大红斑,“然后 ,这种 相遇和影响然后 老是处于”。

  来自美国哈佛大学地球和行星科学系的博士后哈桑扎德(Hassanzadeh)曾表示,可是 我因素然后 会削弱大红斑。比如大红斑两种生活往外辐射热量,其付近的小涡旋也会影响大红斑。

  还可是 我研究者指出,大红斑通过吞并付近的涡旋获得能量并延长寿命。美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心的艾米·西蒙(Amy Simon)就曾表示,可是 我很小的涡旋在不断汇入大红斑中。西蒙认为,哪几种小涡旋然后 是是因为大红斑内部内部结构动力和能量变化的因素。

  孔大力则坦言,大红斑两种生活规模远大于可是 我涡旋,普通的涡旋对大红斑的影响不能自己从根本上改变大红斑的动力学性质和行态。哈桑扎德也认为,大红斑吞并小涡旋的问題严重不足以解释为甚大红斑不让还可以 没人 长寿。

  垂直涡旋或是关键因素

  实际上,天文学家虽然选者大红斑的处于是暂时还是永久的。

  “根据目前的理论,大红斑或许早已消失。然而,它然后 处于了数百年。”哈桑扎德说。

  为了探究大红斑长寿奥秘,哈桑扎德和马库斯建立了另一方的模型。与可是 我模型不同,你会们都的模型完整性部后要三维的,具有很高的分辨率。最重要的是,与大多数模型仅关注水平流动旋涡不同,马库斯团队的模型将垂直流动的涡旋也纳入了模型构建中。

  哈桑扎德说:“过去,有研究人员认为垂直涡旋不重要而将其忽略,或然后 可是 我建模太困难而使用了更简单的方程式。”

  然后,你会们都发现,垂直运动的涡旋或许是揭开大红斑长寿之谜的关键。当大红斑损失能量时,垂直涡旋上边的热二氧化碳气体 和下方的冷二氧化碳气体 就会流向中心,以恢复其次要损失的能量。

  根据哈桑扎德的说法,类事的垂直涡旋不还可以 用于解释为甚直布罗陀海峡付近的洋流涡旋能持续数年,即垂直流将营养物质送到海洋外皮,而后在海洋生态系统中发挥作用。

  尽管有几滴 图像证据证明大红斑逐渐缩小。但研究人员说,还没人 直接证据表明大红斑涡旋两种生活大小或强度然后 改变。

  “大红斑是不是 会消失这种 问題不能自己回答。”孔大力强调,“然后 大红斑是由内部内部结构热流驱动的,可是 我最终是因为它消失的根本是因为还是全球内部内部结构向外散发热流处于改变。而这种 变化是由木星更深部流体运动状态改变造成的,这种 改变需要的时间然后 然后。”

  “另两种生活影响大红斑的状态可是 我涡旋之间的相互作用。所谓的大红斑红色物质脱落,可是 我源于其付近涡旋的影响。但从现有理论分析和数值模拟来看,大红斑在和可是 我涡旋处于作用时还是比较稳定的。”孔大力强调,大红斑最终会不让消失,然后 还是要由驱动大红斑的根本因素,也可是 我内部内部结构热流来决定。

  值得一提的是,此前对大红斑的地面观测只限于颜色、行态及位置变化。自先驱者10号和11号,以及旅行者1号和2号飞掠木星并取得近距离观测资料后,对大红斑细微行态的分析成为然后 。研究人员也希望,哈勃太空望远镜不利于力揭开更多木星之谜。(代小佩)

[ 责编:武玥彤 ]

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