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大红斑正在攫取木星能量,接下去会发生什么?没人知道

大红斑为什么会缩小?可能因为它饿了。

2021年哈勃拍摄的木星以及木星大红斑和木星上的诸多小风暴。NASA / ESA / STScI

木星上的大红斑,太阳系最大的风暴,近年来一直在缩小,而人们一直都不知道为什么。现在,一些科学家认为他们找到了一种可能性——大红斑饿了。

大红斑的观测报告最早见于17世纪中叶,而持续的观测始于19世纪晚期。(最近有学者认为17世纪人们看到的可能并不是今天的大红斑)之后的科学家便开始监视它的变化。在此过程中,人们对大红斑的认识逐渐深入。

大红斑是一个高压系统,宽度约有1.6万千米。它是一个沿逆时针方向旋转的反气旋,自转速度超过每小时321千米。风暴云的厚度从氨云顶部算起大约有250千米。

朱诺探测器拍摄的大红斑特写。NASA / Kevin Gill

从上个世纪开始,科学家就发现大红斑在缩小,因此这是一个持续了多年的谜。而最近耶鲁大学的Caleb Keaveney等人认为,大红斑之所以会缩小,是因为它本身是依赖不断吞并小风暴长大的,而现在,木星上的小风暴越来越少了。

研究人员使用了一个专门研究行星大气层的模型,来模拟和研究不同的小风暴对大红斑的影响。

在与一个没有小风暴的对照组进行比较之后,研究人员发现吞并小风暴似乎能够增加大红斑的强度,并使之变得越来越大。

在这种情况下,木星上的小风暴数量能够影响大红斑的大小。也就是说,如果木星大气层中小风暴的数量很多,那么大红斑就会显得较大;如果小风暴数量小,那么大红斑就会缩小。在模型中,如果强制大红斑不与这些小气旋相互影响,那么它会在2.6个地球年内缩小。

大红斑并不是太阳系唯一能够长期存在的高压系统。事实上地球也拥有类似的系统,比如所谓的“热穹顶”。热穹顶现象会带来夏季高温。它们都倾向于长期存在,且都与较小的瞬态天气系统,比如高压涡流和反气旋的相互作用有关。

鉴于大红斑是一个反气旋,那么有理由相信,在木星上也会存在与地球相似的大气结构。相邻的天气系统能够使得热穹顶在地球上得以维持和增强,因此在木星上,类似的相互作用可能是大红斑得以维持的原因。

大红斑不但面积在缩小,其颜色也在变化。它已经从原来的橙红色,变成了粉橙色。大红斑的颜色来自一种复杂的化学反应。那里有一种名叫氢硫化铵的化合物,以及有机物乙炔。它们在太阳辐射下会生成一种名叫托林的物质,而托林是淡红色的。

研究人员注意到,每当大红斑与其所在的南赤道带发生了某种复杂的相互影响,它就会几近消失。每当南赤道带显得明亮且颜色偏白,大红斑的颜色就会加深;而每当南赤道带颜色偏深,大红斑的颜色就会变淡。南赤道带还曾完全消失了几次,没人知道究竟为什么会这样。而这可能是解开木星大气之谜的关键。

哈勃太空望远镜相隔11个月拍摄的木星照片,在右图中,南赤道带已经完全消失。NASA / ESA

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