科学家终于解开木星极地气旋形成之谜

【大纪元2022年01月18日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)科学家终于明白了位于木星两极的十几个巨型旋风的成因,原来和地球海洋上形成对流的机制一样。

木星的大气环境是太阳系行星里面最疯狂的一个。多亏了美国宇航局(NASA)派去的朱诺号(Juno)探测器,现在科学家逐渐了解到关于木星越来越多的信息。

其中,木星两极十几个大型气旋是木星上引人好奇的现象之一。自从2016年科学家第一次发现它们以来,至今它们一个也不多、一个也没少:北极有八个、南极有五个。

这些气旋每个都非常大,最大的直径大约有5,000公里——比美国大陆还宽。而且,每个气旋还附带一些小气旋,有的是直径从500~1,600公里不等的中型气旋,有的是直径一百公里左右的柱状气旋。

1月10日发表于《自然·物理学》(Nature Physics)期刊的一份研究,通过分析朱诺号发回的数据,发现这些气旋的成因与促成地球海洋涡流的机制一样。在物理学上,液体和气体都会流动,所以物理学家都把它们看作是“流体”。

木星是一颗巨大的气态行星,直径是地球的11倍多。和地球上的情形一样,木星大气中温度高、密度小的空气会上升,到达一定高度后冷却形成云层;温度低一些、密度大一些的空气则下降。在木星上,快速上升的空气提供动力,带动能量传递,向这些大型极地气旋提供能量。这个过程称为湿对流(moist convection)。

这份研究报告的第一作者加利福尼亚大学圣迭戈分校(University of California, San Diego)的博士后研究员利亚·西格尔曼(Lia Siegelman)说,如果把地球卫星拍摄的洋面上浮游植物大量繁殖的照片,和木星两极疯狂气旋的照片摆在一起,其实没什么差别。“我看到木星气旋周围还有小气旋、柱状气旋等形态丰富的湍流,这让我想起海洋内涡流的情形。”

研究人员把测量的温度、计算出的风速、追踪到云层的移动轨迹等信息,与朱诺探测器在极地上空拍摄的红外线照片提供的数据对比,从而确定这些巨型气旋的体积和位置分布等信息。

朱诺探测器目前位于绕行木星极地的轨道上,计划工作到2025年,在未来几年里还会近距离飞过木星好几次。◇

责任编辑:叶紫微#

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