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科學家想要破解木星北極「八卦圖」,卻發現一個更不可思議的謎
2022/10/15

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來自美國、意大利和法國的一些科學家,近日試圖使用「淺水模型」來解釋朱諾探測器在木星南北兩極拍到的奇特多邊形風暴陣列。結果發現,雖然「淺水模型」能夠部分解釋這些風暴長時間存在的原因,但是又牽扯出了一個更大的謎團。

木星北極八邊形‬風暴群紅外照片。Nature

2016年美國的「朱諾」探測器進入環木星軌道。和一般的探測器不同,「朱諾」進入的是一條極軌,也就是沿著與木星赤道垂直的方向環繞木星運行,這樣它就能看到木星的南極和北極。

而隨著一張張照片傳來,科學家被眼前的景象驚呆了。木星的南極和北極,各有一個由多個風暴排列而成的多邊形。南極是一個五邊形;而北極是一個八邊形,像極了傳統文化里的「八卦圖」。

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木星北極八邊形‬風暴群偽彩照片。NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

隨著時間的推移,人們還發現這兩個多邊形非常穩定。構成它們的風暴直到今天依然存在,連外形也沒有什麼大的變化。

這是一個匪夷所思的現象,因為根據地球經驗,風暴是不穩定的,只能維持較短的時間,最終都會消散。但是這些遠在木星上的極地風暴卻穩定得相當詭異。

通過分析「朱諾」拍攝的木星南北極照片,我們可以發現這樣一些特點:這兩個多邊形各有一個中心風暴,且這個中心風暴剛好位于木星南北兩極極點的正上方。而所有相鄰的外圍風暴之間,以及所有外圍風暴與中心風暴之間,基本上都是等距關系。還有人認為外圍風暴作為一個整體,會圍繞中心風暴旋轉,但這一點有待進一步觀察和證實。

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新研究試圖解釋的,是這些構成多邊形的風暴為什麼能夠長時間存在,以及它們是如何在不改變形態和相對位置的前提下做到這一點的。研究人員從風速和風向入手,在所有可用數據的基礎上,建立了一個「淺水模型」。根據這個模型,研究人員推斷在這些風暴的周圍,可能存在一個「反氣旋環」,環中的風向與風暴的旋轉方向相反。這使得風暴能夠長久地保持穩定。

木星南極五邊形風暴群紅外照片。NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

但與此同時,一個更大的謎團又浮出水面。研究人員發現,他們在這些風暴附近找不到對流的跡象。對流是風暴的熱量來源。沒有對流,風暴難以為繼。所以又是什麼在為這些風暴補充能量呢?

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