科学家终于解开木星极地气旋形成之谜



科学家终于解开木星极地气旋形成之谜


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科学家终于解开木星极地气旋形成之谜



科学家终于明白了位于木星两极的十几个巨型旋风的成因 , 原来和地球海洋上形成对流的机制一样 。
木星的大气环境是太阳系行星里面最疯狂的一个 。 多亏了美国宇航局(NASA)派去的朱诺号(Juno)探测器 , 现在科学家逐渐了解到关于木星越来越多的信息 。
其中 , 木星两极十几个大型气旋是木星上引人好奇的现象之一 。 自从2016年科学家第一次发现它们以来 , 至今它们一个也不多、一个也没少:北极有八个、南极有五个 。

这些气旋每个都非常大 , 最大的直径大约有5000公里——比美国大陆还宽 。 而且 , 每个气旋还附带一些小气旋 , 有的是直径从500~1600公里不等的中型气旋 , 有的是直径一百公里左右的柱状气旋 。 【科学家终于解开木星极地气旋形成之谜】1月10日发表于《自然·物理学》(Nature Physics)期刊的一份研究 , 通过分析朱诺号发回的数据 , 发现这些气旋的成因与促成地球海洋涡流的机制一样 。 在物理学上 , 液体和气体都会流动 , 所以物理学家都把它们看作是“流体” 。
木星是一颗巨大的气态行星 , 直径是地球的11倍多 。 和地球上的情形一样 , 木星大气中温度高、密度小的空气会上升 , 到达一定高度后冷却形成云层;温度低一些、密度大一些的空气则下降 。 在木星上 , 快速上升的空气提供动力 , 带动能量传递 , 向这些大型极地气旋提供能量 。 这个过程称为湿对流(moist convection) 。

这份研究报告的第一作者加利福尼亚大学圣迭戈分校(University of California San Diego)的博士后研究员利亚·西格尔曼(Lia Siegelman)说 , 如果把地球卫星拍摄的洋面上浮游植物大量繁殖的照片 , 和木星两极疯狂气旋的照片摆在一起 , 其实没什么差别 。 “我看到木星气旋周围还有小气旋、柱状气旋等形态丰富的湍流 , 这让我想起海洋内涡流的情形 。 ”

研究人员把测量的温度、计算出的风速、追踪到云层的移动轨迹等信息 , 与朱诺探测器在极地上空拍摄的红外线照片提供的数据对比 , 从而确定这些巨型气旋的体积和位置分布等信息 。
朱诺探测器目前位于绕行木星极地的轨道上 , 计划工作到2025年 , 在未来几年里还会近距离飞过木星好几次 。

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