令人驚訝的高解析度木星影像揭示了其狂野風暴的秘密

木星並不是一個平靜的地方,這顆巨大的星球經受著劇烈的風暴,廣闊的雲帶環繞整個星球,延伸到比地球與太空間大氣距離厚很多倍的程度。

令人驚訝的高解析度木星影像揭示了其狂野風暴的秘密

這個巨大星球上的極端天氣和地球上發生的完全不同,天文學家們很想要去了解它。但我們又陷入了另一個謎題,以一種令人驚奇的方式,木星的近紅外和光學影象透過強大的雙子天文臺和哈勃太空望遠鏡獲得了。

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雙子天文臺的近紅外影象捕獲穿透雲層的木星內部散發的熱輻射,當和哈勃光學影象結合時,不用幾個小時,科學家們便能把木星的內部和外部活動聯絡起來。

高解析度影象揭示了在光學影象上看起來偏暗的雲區實際上在紅外光譜中發光最亮,表明和偏亮的譜帶相比,這些區域幾乎沒有雲。

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(國際雙子天文臺/ NOIR實驗室/國家科學基金會/大學天文研究聯合組織 邁克。王& team/馬赫迪。扎馬尼)

“它就像一個南瓜燈”,加州大學伯克利分校的天文學家邁克。王說到,“你看到明亮的紅外光來自於無雲區域,但在有云的地方,它在紅外上顯示真的很暗。”

這包括彎曲環繞在大紅斑邊緣的一條線,是一個目前比整個地球還要大點的永久風暴。在之前的風暴中有見到過類似的特徵,但不清楚是什麼原因導致的。“可見光觀測無法區分偏暗的雲物質和木星溫暖的內部覆蓋的更薄的雲層,所以它們的特性仍是個謎,”美國宇航局噴氣推進實驗室的行星科學家格倫。奧頓說到。

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新的影象清楚的表明了這個問題。當對比兩種圖象時,一個發光的紅外弧很好的匹配一個光學陰影,表明色斑代表的是風暴漩渦雲中的裂縫。

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(美國宇航局,歐洲空間局,邁克。王/加州大學伯克利分校& team)

簡直太酷了,但當美國宇航局的木星軌道飛行器朱諾號的資料加入到研究中來時,情況變得更有趣了。當朱諾號繞木星的兩極軌道近距離飛行時,它探測到來自強雷電的大氣無線電訊號,叫做天電干擾。

在它前八次飛行中,朱諾的微波輻射計儀器就探測到377次閃電,聚集在地球的極地區域。這和地球的雷電傾向於在赤道周圍發生的現象相反。

行星科學家認為這種現象和太陽如何溫暖兩顆星球有關。兩顆星球的赤道溫度都源於太陽,但地球上赤道高溫會產生驅動熱帶雷暴的對流。

在離太陽較遠的木星上,赤道溫度上升很慢,上層大氣穩定,但科學家們認為這種穩定的溫度不會到達兩極,所以在兩極更暴躁。

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將朱諾號的資料與雙子和哈勃望遠鏡的影象結合起來,更清楚的顯現了這些風暴,揭示了閃電周圍的雲結構。“哈勃和雙子的資料可以告訴我們雲層有多厚以及我們能觀察到多深,”美國宇航局的行星科學家艾米。西蒙解釋到。

研究團隊發現,雷擊是在深處水構成的雲(包括凍結和液態)之上有巨型潮溼空氣對流塔的區域產生的。在這些風暴周圍清晰的區域可能是由對流室外乾燥空氣下降引起的。

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(美國宇航局,歐洲空間局,邁克。王/加州大學伯克利分校,A。 James & M。W。 卡拉瑟斯 /空間望遠鏡研究所)

這些現象與所謂的摺疊絲狀區域相吻合,因為這些雲層被木星猛烈的風拉扯和摺疊。這些新的資訊表明它們充滿了對流活動,“湍流混合過程將木星內部的熱量輸送到可見雲層頂部,”王說到。

“這些漩渦可能是內部能量的煙囪,透過對流幫助釋放內部能量。這種情況並不是在任何地方都有發生,但這些氣旋看起來在某些方面會促進對流,”他補充說到。

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朱諾號的任務正在進行,計劃在明年7月結束。這些發現將會指導怎樣探測仍在收集的資料以及在未來地面和空間觀測。我們終會掌握瞭解木星極端的天氣。

“因為我們現在經常能通過幾個不同的天文臺和波長獲得這些高解析度影象,所以我們能瞭解到很多有關木星天氣的資訊,”西蒙講。

“這相當於一顆氣象衛星,我們終於可以開始研究天氣週期了”

作者:MICHELLE STARR

FY:應如是

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