木星出事了!哈勃和韋伯太空望遠鏡全都對準了木星,會影響地球嗎?

在太陽系中的一顆行星上,有直徑為地球1.3倍的風暴,以難以想象的力量肆虐,它就是木星。木星到底發生了什麼?為什麼這顆氣態巨行星的一切都這麼可怕?

眾所周知,這個氣態巨行星的質量是太陽系所有其他行星總質量的2.5倍,是地球質量的317.8倍,木星的體積是我們星球的1300倍。但今天,我們擁有先進的技術,可以幫助我們了解更多關于這個氣態巨行星的信息,而不僅僅是它的大小和質量。天文學家非常關注木星的研究,因為我們的行星的未來取決于它。我們所掌握的最新數據表明,目前,這個行星正在發生一些奇怪的事情。

木星被天文學家認為是太陽系的超級真空吸塵器,因為它有巨大的引力井,并且它在太陽系內部的軌道上運行。這顆氣態巨行星受到了一些過去可能撞擊地球的小行星的巨大撞擊,比如1994年木星碎裂時,舒梅克-利維9號撞擊木星。但這顆行星的重力并不總是會保護我們,相反它有時還會與金星一起影響地球的氣候。

每隔405000年,地球、金星和木星之間的引力波動就會給我們帶來異常寒冷的冬天和炎熱的夏天。要麼干旱變得嚴重,要麼引發洪水。研究人員說,我們現在正處于這個周期的中間。如果木星出了問題,它可能會對地球產生重大影響。那麼木星到底發生了什麼奇怪的事情?

首先,這些大紅斑風暴似乎正在縮小,大紅斑是木星上一場巨大的反氣旋風暴。而地球上最大的風暴直徑超過1600公里,風速高達每小時320公里,但這些颶風與直徑約為16000公里的「大紅斑」反氣旋相比就相形見絀了。這場巨大的風暴正以每小時650公里的速度圍繞木星旋轉。

天文學家在17世紀發現了大紅斑,直到現在科學家們仍在研究這一現象。長久以來,木星大紅斑的獨特顏色一直是個謎,一些科學家認為,風暴是由復雜的有機化合物著色的。旋風將它們從行星內部帶到大氣層的上層,另一些人認為這種生銹的顏色來自陽光在反氣旋高層大氣中分解不同的化學物質。如果是這樣的話,風暴實際上一點也不紅,我們可能看到的只是頂部的一種「錯覺掩蓋」。

另一個有趣的問題是,為什麼反氣旋會持續這麼長時間?科學家認為這是因為木星的成分主要是氫和氦,這個氣體巨星沒有固體表面來摩擦減弱風暴。在地球上,摩擦會降低地表附近的風速,這會減緩風暴,但我們太陽系中的其他行星不像地球。例如,土星沒有巖石,那里的風暴會持續很長時間。土星上最大的風暴,大白斑,覆蓋數千公里,你可以通過望遠鏡看到它是一個白色的橢圓形。這個斑點每30年出現一次,然后消失得無影無蹤。

回到大紅斑,2019年,朱諾號宇宙飛船兩次越過反氣旋。它拍攝了風暴的圖像,以幫助確定其性質。利用朱諾的數據,科學家們編制了木星的三維模型。它表明,大紅斑比以前想象的要深得多。研究人員說,從上面看,氣旋看起來像一個巨大的煎餅,很厚,并且深入木星云層500公里深處。

這是地球海洋深度的50到100倍!這場風暴的動力來自大氣層中的噴流,大約3000公里。科學家們仍在試圖解開這些噴流運動的機制。到目前為止,從航天器數據中只有一條線索——大氣中的氨氣在噴流中上下移動,這與地球上發生的事情非常不同。在我們的星球上,大氣現象主要是由水、云、凝結和陽光驅動的。如果我們能到達大紅斑,這就是我們可能在里面看到的。那里的重力會很強。

此前朱諾號宇宙飛船曾飛越大紅斑,到達地球的無線電波被輕微壓縮和拉伸。由于這種效應,科學家們每秒能檢測到0.01毫米的微小震動,并能夠計算出風暴內部的重力。結果發現,它的重力非常強大,就好像一顆神秘的行星藏在反氣旋的底部。當然,科學家們在那里沒有發現任何行星,只有一個氣體表面。

與此同時,哈勃太空望遠鏡的新測量結果顯示,風暴的形狀已從橢圓形變為圓形,并大幅縮小。以前,三個地球可以容納在這場可怕的風暴中,但現在只有一個就可以。

看看上面這些哈勃望遠鏡1995年、2009年和2014年的圖像。你可以看到大紅斑是如何在短短19年內縮小的。那麼,為什麼木星上的風暴正在縮小,如果風暴消失了,我們需要要擔心的嗎?

據研究人員稱,木星大氣層中的某種物質正在扼制這場風暴,一股未知的力量正在撕裂大紅斑。2017年5月,雙子座北方望遠鏡在風暴西側發現了一個小的鉤狀云,以及其他一些看起來像波浪從東側剝離的東西。

朱諾太空船還拍攝了一張紅色「雪花」從現場飛走的照片。研究人員證實,這些形狀各異的構造實際上是從大紅斑中分離出來并分散到太空中的。這些巨大的石塊,長達100000公里,大約相當于葡萄牙或冰島的大小。

計算機模型顯示,對于木星復雜的大氣層來說,這是一種非常自然的現象,這可能是由于大紅斑和較小風暴的會聚所導致。在木星上,反氣旋被其他反氣旋吸引。

相反的,如氣旋和反氣旋,相互排斥。反氣旋的合并是一個漫長的過程,開始時,較小的風暴會變成緊鄰較大颶風的小凸起。然后,較大的風暴與較小的風暴合并。但當反氣旋與氣旋相遇時,會發生不同的情況。

反氣旋的順時針旋轉和氣旋的逆時針旋轉首先使它們突然停止,然后,慣性運動以難以想象的力量恢復,并將風暴分散到不同的方向。一個小的反氣旋不會與大紅斑合并,而是粉碎成碎片。然后這些形狀各異的碎片就會從風暴中分離出來,這就是天文學家認為他們所觀察到的。

目前大紅斑仍在縮小,根據科學家的計算,它可能在大約20年后消失。木星不太可能受到影響,但風暴可能阻止了一些不可逆轉的過程,只有時間才能告訴我們風暴完全消失后會發生什麼。

根據哈勃望遠鏡的數據,從2009年到2020年,紅斑周圍的平均風速增加了8%。這意味著反氣旋沒有失去活動,可能會再次增大。或者它可以被另一場風暴所取代。

2000年,地球上三個小的橢圓形白色漩渦合并在一起。2005年底,一場新的颶風變成紅色。天文學家稱之為「小紅斑」。2006年,小紅斑與大紅斑接觸,這是一次輕微的碰撞,它對兩個旋風沒有任何顯著影響。但這兩場風暴在未來會如何發展呢?

為了解決這個問題,美國宇航局的朱諾號任務延長了五年。該航天器將監測木星神秘的極地氣旋、行星的磁氣圈及其巨大的紅色風暴。哈勃和韋伯太空望遠鏡以及許多地面天文台將繼續研究木星,或許人類有幸能觀測到大紅斑的結局!


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