年夜白斑咋借正在?新本相或提醒木星“胎记”长命秘诀

  实践上早应消散的大红斑为什么借正在?

  新模型或提醒木星“胎记”长寿秘诀

  不管从体积还是品质上看,木星都堪称太阳系止星中的“巨无霸”。尽管很多探测器早已飞掠木星,这颗表面犹如油绘般的气体星球仍然受着一层层奥秘的面纱。

  除使人赞叹的红色和白色条带除外,木星上分外挑逗民气的就是大红斑。据墨诺号木星探测器传回的照片,大红斑呈椭圆形,好像一颗宏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个胎记。自1665年被天文学家卡西僧(Cassini)发现以去,大红斑被人类晓得已长达300多年,人类对大红斑的持续观测也有100多年历史。根据近况不雅测数据,大红斑正在不断缩小,形状变得越来越圆,颜色也跟着时光发生变化。

  面貌大红斑的改变,有学者提出,大红斑末将会消逝。那是果然吗?

  多彩的反气旋风暴

  在此之前,前要弄明白大红斑毕竟是甚么。

  木星就像一颗被彩虹条带包裹的星球,这些条带是因木星上氨冰云的薄度和高度差别酿成的,也与大气压的不同有闭。假如把木星看做调色板,它身上的“颜料”会随着木星自转而流动,时时刻刻产生变化,从而画造出一幅举世无双的油画。

  在这幅油画中,大红斑独特而刺眼。它呈椭圆形,货色长约2.6×104千米,南北宽约1.2×104千米,大略位于木星赤道以北、南纬22°的位置。资料隐示,大红斑最后的笼罩范畴大到足以吞进2—3个地球。

  因为表面存在伟大风暴和雄伟的气流,木星也被称为风暴的花圃。而大红斑恰是一股激烈的反气旋(高压)风暴。这股风暴依照顺时针偏向高速扭转,大约六个地球日转完一圈。它的颜色有时娇艳、晶莹,呈陈红色;偶然变浅变浓,呈粉红色,乃至完齐退色。

  这股奇特的风暴是若何造成的呢?

  “大红斑和木星名义的其他涡旋一样,皆是由木星外部向中披发的热流驱动,而且在强盛的天转倾向力(科里奥利力)感化下构成的。然而它们的涡旋强度和进进木星内部的深量各有没有同。”中科院上海天文台研讨员孔鼎力告知科技日报记者,大红斑与木星的内部热流相关。

  木星上有大红斑也有白斑,这两者有何差别?孔大力解释讲,大红斑内风速高,全部涡旋可能向下“扎根”数百公里,因此它的存在较为稳固。而木星上其他许多白斑风速比拟低,存在于大气下层,还未能向下延长良多。

  “木星上红色和白色地区反应了温度的不同。”孔大力表示,“红色区域温度较低,氨等成份会以冰晶情势存在,因而倒映率较强,显著为白色;而红色区域温度较高,存在形式为气体,果此倒映率下降,颜色暗淡发红。”

  有人调侃,试图懂得木星内部热流会发生黑斑还是红斑,就像试图猜测把奶油倒进一杯热咖啡时会产生何种图案一样艰苦。

  红云剥落多是天然状况

  时间易逝,相貌易老,大红斑也在光阴流转中悄悄改变。

  100年前,大红斑的直径约为4万千米,当初只要其时的一半摆布。天文学家称,大红斑在从前10年阁下大概损失了其总巨细的15%。照如许下往,到2040年时,卵形的大红斑也许会酿成圆形。

  面对付大红斑一直“肥身”且变圆的驱除,有研究者提出疑难:大红斑能否会消掉?以为大红斑会消失的人指出,木星大气层中一些已知的运动可能正在耗费大红斑能量,使大红斑变得愈来愈小。

  根据此前传回的大红斑相片,迷信家们收现,大红斑上有白色物度剥降的景象。2019年秋,有察看者也拍摄到了大红斑“撕下”红色“薄片”的气象。有人揣测,这是大红斑消失的先兆。

  不外,在米国减州大学伯克利分校的菲利普·马库斯(Philip Marcus)看来,大红斑本身有云层覆盖,这种剥落现象是涡旋的一种做作状态,并不是大红斑灭亡的迹象。

  “红云剥落可以懂得为温度较高的一团气体离开大红斑。近期视察到的红云剥落应当是畸形的涡旋彼此做用的成果。”孔鼎力也表现,大红斑是一个反气旋,当一个小的气旋凑近它时,就会形成大红斑一些外围部门分开大红斑,“并且,这类相逢和硬套可能常常产生”。

  来自米国哈佛大学地球和行星科学系的专士后哈桑扎德(Hassanzadeh)曾表示,很多因素可能会减弱大红斑。比方大红斑本身往外辐射热量,其周围的小涡旋也会影响大红斑。

  另有些研究者指出,大红斑经由过程兼并四周的涡旋取得能量并延伸寿命。米国国度航空航天局(NASA)戈达德太空飞翔中央的艾米·西蒙(Amy Simon)就曾表示,一些很小的涡旋在不断汇入大红斑中。西蒙认为,这些小涡旋可能是招致大红斑内部能源和能质变化的要素。

  孔大力则坦行,大红斑本身范围弘远于其他涡旋,一般的涡旋对大红斑的影响很难从根本上改变大红斑的动力学性子和状态。哈桑扎德也认为,大红斑吞并小涡旋的现象缺乏以解释为何大红斑可能如斯长寿。

  垂直涡旋或是症结身分

  现实上,地理教家其实不断定大红斑的存在是临时仍是永恒的。

  “根据今朝的理论,大红斑或许早已消失。但是,它已存在了数百年。”哈桑扎德说。

  为了探索年夜白斑长命神秘,哈桑扎德跟马库斯树立了本人的本相。取其余模型分歧,他们的模型完整是三维的,存在很下的辨别率。最主要的是,与年夜多半模型仅存眷程度活动漩涡分歧,马库斯团队的模型将垂曲活动的涡旋也归入了模型构建中。

  哈桑扎德说:“过来,有研究人员认为垂直涡旋不重要而将其疏忽,或因为如许建模太难题而应用了更简略的方程式。”

  随后,他们发明,垂直活动的涡旋或者是掀开大红斑少寿之谜的要害。当大红斑缺掉能量时,垂直涡旋上圆的热气体和下方的寒气体便会流背核心,以规复其局部丧失的能度。

  依据哈桑扎德的道法,相似的垂直涡旋能够用于说明为何直布罗陀海峡邻近的洋流涡旋能连续数年,即垂直流将养分物资收到海洋表里,尔后在大陆死态体系中施展感化。

  只管有大批图象证据证实大红斑逐步索性。当心研究职员说,还不间接证据注解大红斑涡旋自身巨细或强度曾经转变。

  “大红斑是不是会消失这个题目很易答复。”孔大力衰调,“由于大红斑是由内部热流驱动的,以是终极致使它消失的基本起因还是寰球内部向外集发烧流发生改变。而这种变化是由木星更深部流体运动状态改变制成的,这种改变须要的时间可能良久。”

  “另外一种影响大红斑的情形就是涡旋之间的互相作用。所谓的大红斑红色物质零落,就是源于其四周涡旋的影响。但从现有理论分析和数值模仿来看,大红斑在和其他涡旋发生作用时还是比较稳定的。”孔大力夸大,大红斑最终会不会消失,可能还是要由驱动大红斑的根本身分,也就是内部热流来决议。

  值得一提的是,此前对大红斑的空中观察只限于色彩、外形及地位变更。自前驱者10号和11号,和观光者1号和2号飞掠木星并获得远间隔不雅测材料后,对大红斑轻微构造的剖析成为可能。研究人员也盼望,哈勃太空千里镜能助力揭开更多木星之谜。 【编纂:丁宝秀】

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