木星的大红斑正在以前所未有的速度旋转

哈勃望远镜已观测木星风暴十余年。
A photo of the planet Jupiter.
这是哈勃望远镜于 2019 年拍摄的木星照片。NASA、ESA、A. Simon(戈达德太空飞行中心)和 M.H. Wong(加州大学伯克利分校)

著名的哈勃望远镜一直密切关注着太空中的许多天体,包括木星及其风暴肆虐的表面。经过十多年的数据收集,美国宇航局的天文学家们发现,这颗气态巨行星最著名的风暴——大红斑——的速度实际上正在加快。

行星科学家利用哈勃望远镜的数据,于 2009 年至 2020 年间观测了木星的大红斑,并捕捉到了木星绕太阳一周的完整轨道。在此期间,哈勃望远镜发现,风暴边缘的风速加快了 8%。如今,风速可达每秒 100 米(相当于每小时 223 英里或每小时 360 公里),而在研究开始时,这一数值通常在 90 米/秒左右。这种增长是缓慢而持续的,表明这种趋势可能会长期持续下去。相比之下,风暴中心附近的风速实际上却慢了下来。这些发现发表在《地球物理学研究通讯》上。

“当我最初看到结果时,我问‘这合理吗?’以前从来没有人见过这样的事情,”加州大学伯克利分校的行星科学家、首席作者迈克尔·黄在一份声明中说。“但这是只有哈勃才能做到的。哈勃望远镜的长期运行和持续观测使得这一发现成为可能。”

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大红斑是一个巨大的风暴系统,直径约 10,000 英里,比地球还大,已经肆虐了 190 多年。自 19 世纪初以来,它一直是人类观星者天文学奇观的焦点,尽管有可能早在 17 世纪就已被观测到。

科学家们可以通过追逐风暴的飞机和绕地卫星更细致地研究地球上的风暴。但当风暴发生在木星上时,像哈勃这样的望远镜是更好的选择。

尽管如此,虽然哈勃望远镜可以从木星风暴中获取大量信息,但它也有其局限性。例如,哈勃望远镜无法现场获取连续的风暴风速读数,其仪器也无法“看到”风暴顶层以下的任何东西。因此,关于风暴速度可能如何影响木星表面,黄说,这“很难诊断”,因为“云层顶部以下的一切在数据中都是看不见的。”

风速的变化相当小,每地球年增加不到 1.6 英里/小时。但这使得这一新发现更加引人注目。美国宇航局戈达德太空飞行中心的一位科学家、新研究的合著者艾米·西蒙在同一份声明中表示,在如此遥远的行星上,在一个如此巨大的风暴中探测到如此微小的变化,是天文学家们只能通过哈勃望远镜及其持久的观测才能实现的。“我们说的是一个如此小的变化,如果不是有 11 年的哈勃数据,我们就不会知道它发生了,”她说。“有了哈勃,我们就能获得探测趋势所需的精度。”

天文学家们将不得不继续他们的观测,以弄清楚这些变化对木星意味着什么。行星科学家此前已确定,大红斑也在缩小、变高,并变得更圆。

 

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Hannah Seo

特约撰稿人,科学

Hannah Seo 是 Popular Science 的科学撰稿人。她于 2020 年以实习生身份加入,此后一直为 Popular Science 的网站和季度杂志定期投稿。Hannah 的报道涵盖了从 COVID-19 到罕见的考古发现等各种主题,她总是乐于讨论奇特的海洋生物或神经心理学的奥秘。


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