如果说月球是用奶酪做的(事实并非如此),那么木星著名的 GRS(大红斑)就更像是一碗果冻。对我们太阳系中这颗最大行星上的巨大反气旋的最新观察显示,它正在晃动。这些观测数据由美国宇航局的哈勃太空望远镜于 2023 年 12 月至 2024 年 3 月期间拍摄了 90 多天,使天文学家能够组装 GRS 摇摆行为的延时视频。这些观测结果的详细信息发表在 10 月 9 日的《行星科学杂志》上。
“虽然我们知道它的运动在经度上会略有变化,但我们没想到它的大小会发生波动。据我们所知,这之前从未被发现过,”该研究的合著者、美国宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家艾米·西蒙(Amy Simon)在一份声明中说。“这确实是我们第一次获得 GRS 的适当成像频率。凭借哈勃的高分辨率,我们可以说,GRS 在移动速度更快和更慢的同时,确实在向内和向外挤压。这是非常出乎意料的,目前还没有流体动力学解释。”

GRS 是一个反气旋——一个围绕南半球高压中心逆时针旋转,北半球顺时针旋转的大型风系统。木星的 GRS 足够大,可以吞没地球,并让地球在至少 150 年的时间里被困在风暴天气中。哈勃通过外行星大气层遗产计划(OPAL)监测木星和所有外太阳系行星。然而,这些新的观测来自一个专门研究 GRS 及其所有惊喜的计划。理解太阳系更大风暴的机制,将地球上的飓风理论置于更广泛的宇宙背景下。这些知识可以应用于更好地理解其他恒星周围行星上的气象学。
在该研究中,西蒙的团队使用哈勃望远镜近距离观察 GRS,详细查看其大小、形状以及颜色发生的任何细微变化。GRS 的许多特征每天都在变化,包括紫外线观测数据显示,当 GRS 在其振荡周期中达到最大尺寸时,风暴的核心会达到最亮。根据团队的说法,这表明上层大气中的雾霾吸收较少。

“随着它加速和减速,GRS 正在对抗其南北两侧的狂风,”该研究的合著者、加州大学伯克利分校行星科学家迈克·黄(Mike Wong)在一份声明中说。“这就像一个三明治,当中间的馅料太多时,两片面包就会被迫向外鼓起。”
相比之下,海王星有黑斑,它们可以大范围地漂移,而没有强大的急流将它们固定住。木星的 GRS 一直位于南部纬度,被困在急流之间,这已经是地球望远镜观测到的时间长度了。
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自 OPAL 计划十年前启动以来,该团队一直在观察 GRS 持续缩小。他们预测,它会继续缩小,直到最终呈现出稳定且不那么细长的形状。
“现在它相对于风场来说,其纬度带已经过载了。一旦它缩小到这个纬度带内,风就会真正将其固定在那里,”西蒙说。该团队预测 GRS 的尺寸可能会稳定下来,但目前哈勃只观察了一个振荡周期。