如果太陽系的主要氣體巨星木星“病了”怎么辦?當(dāng)然,這只是擬人說法,木星確實長了一些大紅點(diǎn),而且這些大紅點(diǎn)比地球還大!但是具體是什么原因?qū)е碌哪??今天我們就來說說木星到底生的什么病?木星上到底有多少個紅點(diǎn)?這個巨大的膿腫有多深?最后,為什么神秘的大紅點(diǎn)不消失?
為了做出正確的診斷,必須確定木星“疾病”發(fā)病的確切日期。因此,大紅點(diǎn)是什么時候形成的。上面張草圖是由意大利天文學(xué)家喬瓦尼·卡西尼于1665年繪制的,斑點(diǎn)看起來不是很大,只是很暗。然而,在意大利畫家多納托·克里蒂的畫作中,它變成了彩色的。無知的公眾將它視為一個奇怪的海洋或一座巨大的火山的頂部。然而,天文學(xué)家立即意識到,這是一場巨大風(fēng)暴的漩渦。
但是細(xì)心的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),如果我們看看舊畫和素描,為什么我們會看到位于木星北部的斑點(diǎn),而不是南半球,和之前的大紅斑位置是不一樣的。顯然,沒有紅斑是可以穿越木星赤道的,這種不一致性使得過去的一些學(xué)者認(rèn)為,當(dāng)前的大紅斑是過去400年中的第二個。至于第一個大紅斑是如何消失的,而這一個是如何出現(xiàn)的,我們完全不知道,因為我們錯過了它,畢竟存在著幾十年的觀測差距,但是理論上來講,答案要簡單得多。
在一些舊的望遠(yuǎn)鏡所觀測到的數(shù)據(jù)中,由于其光學(xué)特性怕拍攝到了一幅相反的圖像,只是在19世紀(jì)末,也沒有人想到要調(diào)整它。目前大紅斑仍然在木星北部,而它出現(xiàn)的時間不晚于17世紀(jì)中期。旅行者號探測器在20世紀(jì)70年代末為大紅斑安排了第一次高質(zhì)量的照片拍攝。當(dāng)時,天文學(xué)家注意到,大紅斑正緩慢但確實地沿著木星表面移動,就像地球上的超級風(fēng)暴一樣。
那場發(fā)生在2017年的陸地颶風(fēng)“厄爾瑪”與“大紅點(diǎn)”非常相似,從太空看,它們甚至都以同樣的方式逆時針旋轉(zhuǎn)。然而,即使是地球上最猛烈的颶風(fēng),其強(qiáng)度也無法和大紅點(diǎn)風(fēng)力相比。它們的風(fēng)速可達(dá)每小時650公里,是一個由氫、氨和硫化合物組成的漏斗狀風(fēng)暴,可以在其所有颶風(fēng)中容納一個半地球,但最顯著的區(qū)別在于木星風(fēng)暴的性質(zhì)。
襲擊佛羅里達(dá)州或密西西比州的典型熱帶風(fēng)暴是一個具有低氣壓中心區(qū)域的漏斗,而大紅斑是一個中心高度高的反氣旋地球上的壓力。事實上,在紅外圖像中,大紅斑明顯比木星周圍的大氣更冷,只是地球上的任何冬季反氣旋通常會持續(xù)幾天,而不是大紅斑那樣持續(xù)幾個世紀(jì)??茖W(xué)家認(rèn)為,由于木星是一個氣體巨星,所以表面沒有固體,導(dǎo)致陸地風(fēng)暴無法減速。不過奇怪的是,海王星上的一個類似的大黑點(diǎn)只持續(xù)了5年,而土星上的大白點(diǎn)每30年出現(xiàn)一次,最終消失得無影無蹤,只有木星的大紅點(diǎn)會持續(xù)數(shù)百年。因此,即使是氣態(tài)巨行星的性質(zhì)也無法解釋為什么木星上的大紅點(diǎn)變得如此之大,并且不會溶解!
除此之外,科學(xué)家們一直不明白為什么它如此紅。表面看起來這場風(fēng)暴由與淺棕色木星云完全相同的氣體組成,但如果我們靠近它,我們可能會看到紅色斑點(diǎn)就像傷口上的痂一樣,這正是化學(xué)家們所相信的。根據(jù)他們的說法,一股巨大的旋風(fēng)將有機(jī)化合物從木星深處帶到上層大氣中,否則這些化合物不會最終到達(dá)那里,在太陽紫外線輻射的影響下,它們形成了一種叫作透林的物質(zhì),這種物質(zhì)具有獨(dú)特的深紅色陰影和相同的透林顏色。
在一些早期的照片中,大紅斑如此巨大,以至于它可以同時容納三個地球。這并不是一個夸張的說法。使用哈勃望遠(yuǎn)鏡,我們觀察到了橢圓形的大紅斑,逐漸變小和變圓。30年來,與此同時,大小相當(dāng)于北美洲和南美洲總和的碎片不時從漩渦中剝落。一些學(xué)者認(rèn)為,木星上的大紅斑將在未來20年內(nèi)自行溶解,但事實相反,其邊緣的風(fēng)速正在增加。它看起來不像一場減弱的風(fēng)暴,那么在大紅斑下到底隱藏著什么秘密呢?
要解開大紅斑下的秘密,必須靠近深入了解。從我們的空間站發(fā)射探測器,我們必須在大紅斑上方飛行,甚至靠近它上方數(shù)百公里。但是在2017年,朱諾號飛船靠近時感受到了一種巨大的牽引力,當(dāng)它飛越大紅斑時,它的無線電信號被扭曲了,就好像它撞到了一個巨大的重力袋,這意味著在大紅斑的表面下有一個巨大質(zhì)量濃度。這種現(xiàn)象就好像在木星最大風(fēng)暴的中心隱藏著另一顆行星。但它到底是什么呢?
當(dāng)朱諾號下降到紅點(diǎn)時,探測器上的溫度計柱也會變紅。溫度將從木星的溫度升高創(chuàng)紀(jì)錄的-172度低溫到226度高溫。在220公里深處的極端溫度,這幾乎就像液態(tài)氮和熔融錫之間的差異。過去人們認(rèn)為風(fēng)暴的底部在這里的淺層地下,然而,對朱諾號的微波研究表明,這顆巨大的紅點(diǎn)至少深入了氣體巨星的大氣層500公里。
根據(jù)朱諾號的數(shù)據(jù),一些科學(xué)家得出結(jié)論說,溫度應(yīng)該更高。也許如果我們發(fā)射一個保護(hù)良好的探測器到大紅斑,即為其提供燃料的噴射流,在3000公里的深處就能探測到。事實證明,大紅斑是一個巨大的過熱大氣引擎,出于某種原因,它不會丟失幾個世紀(jì)以來的能量。換言之,它不僅僅是木星身體上的膿腫,它還是一個影響許多組織并以其汁液為食的腫瘤。
在90年代末,木星的幾個較小的漩渦中出現(xiàn)了類似的結(jié)構(gòu)大氣。nasa將其命名為“小紅點(diǎn)”,從那時起,它的發(fā)展一直受到密切監(jiān)控。誰知道,當(dāng)行星上的大紅色腫瘤溶解時,這個新來者會取代它,或者你認(rèn)為在未來幾十年里,木星最終會被黑點(diǎn)覆蓋?歡迎留下你的看法!