哈勃发现了木星大红斑的变化:奇怪的丝状结构和罕见的“波浪”

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数十年来, 木星的眼睛, 也就是大红斑(Great Red Spot, 缩写GRS)在持续变小, 而收缩变小的速率也在稳步上升.

让我们回到19世纪00年代晚期。在当时你可以把三个地球“挤压”进大红斑, 但这已成过往。上个五月(2015.5), 测量的大红斑直径只有10250英里(16496千米), 仅仅是地球直径的1.3倍了。

最新的哈勃空间望远镜的照片显示木星这只红肿的眼睛自2014年起额外收缩了将近150英里 (240千米),而好消息是收缩的速率目前还较为稳定。20世纪30年代起,人们开始研究GRS的收缩。1979年,旅行者计划(美国的无人太空探测计划)测得其直径为14500英里(23335km)。但在2012年,(大红斑收缩的)警报响起来了:业余天文学家们发现了它每年以580英里(即933km)的速度突然开始收缩,伴随着其形状从椭圆向近乎圆形的变化。

目前,GRS保持稳定收缩的状态,使现在成为了比以往更有趣的木星观测季。在十月,这个大行星和金星一起占据了东方早晨的天空。下个月大家可以考虑自己寻找大红斑的变化,通常一个6英寸或更大的望远镜即可满足测定的要求。

图片描述:哈勃望远镜拍摄的第一次的旋转大红斑(左侧画面)和10小时之后(右侧画面)的照片显示了新发现的GRS中细丝或小束状结构的顺时针旋转。图片来自:NASA,ESA(European Space Agency,欧洲空间局), A. Simon (GSFC, Goddard Space Flight Center, 即戈达德太空飞行中心), M. Wong (UC Berkeley), 以及 G. Orton (JPL-Caltech, Jet Propulsion Laboratory, 即美国喷气推进实验室)

计划的这个新图片展示了大红斑中心一个奇妙的束状结构正铺展开来,几乎达到一个飓风状涡流的宽度。这个丝状长带结构在大红斑图像铺展的这10小时中旋转扭动,由超过335 英里每小时(540 千米每小时)的风所拉长。从颜色上看,大红斑在这个过程中保持橘色,而非红色。目前,行星的最红的部分为北赤道带、和北半球的偶尔呈现深色的椭圆状“驳船”结构。

左图: 木星北赤道带; 右图: 木星北半球的偶尔呈现深色的椭圆状“驳船”结构。

图片描述:木星大气层中的新发现的波浪型结构位于那些气旋和反气旋十分常见的区域。他们看起来十分像是深色的眼睫毛。气旋指在低压区域旋转流动的风暴或者一系列的云。反气旋则围绕高压区域旋转。图片来源:NASA, ESA, A. Simon (GSFC), M. Wong (UC Berkeley), 以及 G. Orton (JPL-Caltech)

这还不是全部。这些显示了稀有的波浪结构的照片展示了木星的曾经仅仅被观察过一次的北半球,它于1979年被旅行者二号宇宙飞船艰难地发现。那些发现被描述在刚刚发表的天文杂志的科学家们,表示这个结构就类似于地球的大气层中的斜压波,一种与发展变化中的风暴相关的,大尺度流场中的波动的喷流。

图片描述:2015年1月19日,哈勃所见的木星的斜压波(上方图片)。以及1979年旅行者2号在另一角度所拍摄的同一斜压波。图片来源:NASA, ESA, A. Simon (GSFC), M. Wong (UC Berkeley), and G. Orton (JPL-Caltech)

木星的目前所见的波浪结构主要存于一个富集了气旋与反气旋型风暴的区域。这些波浪可能来源于木星云层下的某层,据研究者们说,该层仅仅在它行进至云盖中的时候变得可见。因为它被认为和木星大气层中的风暴形成有关,所以这些波浪结构理应被更频繁的观测到,然而现实并非如此,因此它给我们留下了一个谜团。

OPAL项目重点放在木星,天王星,海王星的长期观测上,而土星的卡西尼任务加入后,OPAL主要研究这四个行星。我们需要保持地球的观测,由于目前没有对土星的任务,而其他则需要等待一些时间。至今,人们已经获得海王星和天王星的观测图片,不久(我们希望)它们将被公开在公用档案中。

相关知识

大红斑(英语:Great Red Spot,缩写简称GRS)是一个在木星赤道以南22°存在很久的巨大反气旋风暴。自1830年开始,已经被持续观测了189年。但在1665年-1713年间已有观察的纪录,也有可能是相同的风暴,如此表示它已经持续存在至少350年。这样的风暴在类木行星的大气扰动中并不少见。

图解:伽利略号于1996年拍摄到的木星大红斑。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 加菲旅馆-universetoday

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