木星上的风暴之眼:不止有大红眼
来源:天文在线
发布时间:2024-05-20
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詹姆斯·韦伯空间望远镜在木星观测到比5级飓风更强的急流

“我很惊讶,多年来多个天文台一直在跟踪观测木星的风云,我们仍然有新的发现。”

研究者使用詹姆斯·韦伯空间望远镜的近红外相机观察到位于木星赤道上方主云层上部的的高速气流。近红外相机波长在2.12微米左右,观测木星云层顶部12-21英里(20-35千米)的高度,研究者看到风切变现象,在这些区域中风速随高度或者距离变化,研究者得以跟踪观测气流。

(图像来源:美国国家宇航局,航空局,加拿大航天局,空间望远镜研究所,里卡多·韦索(瓦伦西亚理工大学),伊姆克·德·帕特(加州大学伯克利分校), 蒂埃里·富歇(巴黎天文台),利·弗莱彻(莱斯特大学),迈克尔·黄(加州大学伯克利分校),约瑟夫·德帕斯夸莱(空间望远镜研究所))

尽管韦伯空间望远镜最初号称能揭秘宇宙最远的地平线——也确实正在发挥作用——但是观测站获取的最壮丽的图像却来自我们的太阳系。

通过镀金的巢状镜子和近红外设备如近红外照相机,韦伯空间望远镜向我们重新展示了我们家园震撼的另一面,像是第一次看到我们的行星邻居一样。甚至让我们看到海王星的稀薄环状这一动人美景,30年来我们从未做到。

科学家宣布,韦伯空间望远镜拍到的我们周围宇宙的图片,不仅让我们看到太阳系的另一面,更进一步提供了早已熟悉的行星邻居木星的新数据。

去年,观测台拍到的木星这一气态巨行星的图像展示给我们它的卫星,大气层和环带(是的,木星也有环带!)。在研究了2022年望远镜拍摄的图像后,研究组基本确定,在木星上有高速气流,超过3000英里宽(4,800千米),以320英里每时(515千米每时)的速度行进。这是前所未有的发现。“我们都很惊讶,”来自西班牙毕尔巴鄂巴斯克大学的里卡多·韦索,是描述新发现的论文的主要作者,在采访中说道。

“我很惊讶,多年来多个天文台一直在跟踪观测木星的风云,仍然有新的发现。”英国莱斯特大学的利·弗莱彻,研究组的成员之一,在采访中说。

这个发现的意义是什么?

研究组发现,木星上这一新发现的气流,——以地球上五级飓风二倍的速度爆发,位于木星赤道上方——可能会帮人们了解木星湍急的大气层。实际上,2022年关于木星的图像,将帮助研究者推测木星这一杏色条纹天体的天空中会发生什么。

“我们一直看到的木星大气层中模糊的薄雾现在看来很清晰,在木星的快速自转中我们能观测到。” 韦索说。

木星以极端天气著称,例如,你可能听过木星的大红眼,大红眼的巨大风暴从不止息,地球上特定位置用古老的光学望远镜能观察到。对科学研究很重要的一点是,木星的大气层像地球一样也是分层的。也就是说不同大气层的风速可能是木星动荡气候的影响因素。

这也是韦索和其他研究者们希望做对比的原因,将望远镜近红外拍摄的木星大气层高处的图像——通过云层相关特征揭示了新气流的存在——与哈勃空间望远镜在木星大气层深处拍摄的图像进行对比。希望这一研究帮我们更加了解木星暴风。

研究者使用航空航天局的詹姆斯·韦伯空间望远镜的近红外摄像机观察到位于木星赤道上方主云层上部的的高速气流。近红外相机波长在2.12微米左右,观测木星云层顶部12-21英里(20-35千米)的高度,研究者看到风切变现象,在这些区域中风速随高度或者距离变化,研究者得以跟踪观测气流。

(图像来源:美国国家宇航局,航空局,加拿大航天局,空间望远镜研究所,里卡多·韦索(瓦伦西亚理工大学),伊姆克·德·帕特(加州大学伯克利分校), 蒂埃里·富歇(巴黎天文台),利·弗莱彻(莱斯特大学),迈克尔·黄(加州大学伯克利分校),约瑟夫·德帕斯夸莱(空间望远镜研究所))

其实,哈勃望远镜图片——主要与可见光与紫外线电磁波段有关——早已发挥作用,提供了木星赤道附近区域的信息(因此研究组在研究詹姆斯韦伯空间望远镜观察到的木星赤道气流数据时有一个可对比的基础数据),并指出了这一区域与这次气流无关的风暴。

“虽然我们知道,韦伯望远镜和哈勃望远镜的不同波段可以构建风暴云层的三维结构,但我们也能通过数据的形成时间来观测风暴的发展速度,”加州大学伯克利分校的迈克尔·黄教授,主导了哈勃望远镜联合观测,也是本次研究的成员之一,在采访中说道。

研究团队解释道,换句话说,这种对比帮研究人员理解木星上的风速如何随着高度变化,并产生所谓的“风切变”现象,像是随着短距离变化的风速梯度。超快气流位于木星云层顶部25英里(40千米),因此,如果低处的风速更低,这个现象就是风切变的结果。

“木星的赤道上的平流层中,风和温度存在着复杂但重复发生的模式,比目前这些波段能观测到的云层,雾中的风速更高,”弗莱彻说道,“如果新气流的强度与震荡的平流层模式有关,我们可以预测接下来2-4年这个气流的相应变化情况。未来几年检验这一理论真令人兴奋。”

BY:Monisha Ravisetti

FY: 小白

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