關於木星大紅斑的6個謎題

NASA近期發布了木星大紅斑的一些美麗新照。7月11日，Juno飛船在這個大漩渦上方5600英里飛過，這個距離近到我們能以前所未有的視角觀看這個1萬英里寬的旋渦。

這些圖像很快就被天才民間科學家所處理，揭露了這一地點內的螺旋紅雲以及風暴最為平靜的深紅色的中心「核」。我們能看到不可思議的細節，包括蓬鬆雲層網路和旋渦投下的陰影，甚至是大紅斑邊緣的細小波浪。

但雖然大部分人都對這個大紅斑非常熟悉，但我們所不理解的還有很多。Juno飛船的新觀測可能將最終開始解開這些謎題。

credit: 煎蛋畫師Chon

1. 有多久了？

大紅斑是個早就存在的旋轉渦流。甚至維多利亞時期的天文學家都提供了這個木星雲層上的巨大紅色污點的詳細畫作和描述。但其歷史可能比這還要古老。17世紀天文學家羅伯特·胡克和喬瓦尼·卡西尼的觀測也具有類似的特徵，所以大紅斑可能存在了4個世紀，或者更久。但是什麼使得其能存在這麼久遠，為什麼沒有其他比較類似的渦流存在呢？

大紅斑清晰圖

2. 正在萎縮，但是否正在死去？

由於地面和空間觀測(包括哈勃望遠鏡)一直都在跟蹤大紅斑的規模，因此我們知道大紅斑多年來一直在萎縮。旅行者號在1979年測量的寬度是15534英里，但現在已經縮減到9942英里，只比地球的直徑7891英里大了一點點。但這種萎縮既不是連續的也不是均勻的，大紅斑在2012年到2014年經歷了快速收縮時期，但最近在這個新的更小尺寸形態下似乎穩定下來了。誰知道我們會不會見證大紅斑的消亡，又或者一直都是木星攪乳大氣層的永久印記。

3. 是什麼為其提供燃料？

大紅斑就像是木星兩條顯著條帶之間滾動的鋼珠，大氣噴流就是更小風暴團和旋渦的傳送帶。但如果這些風暴不幸地遇見大紅斑，就會被其吞沒。也許這些更小的漩渦提供了維持大漩渦轉動所需的額外能量和角動量，但我們無法確切地知道。

大紅斑內發現的氣體和雲層混合物也表明在中心存在強力的高潮(被稱為上升流)，這可能向上傳輸熱來維繫旋渦。新的高解析度圖像表明風暴中心是深紅色的，其中的精緻細節將幫助我們更多地了解紅斑核心的動態特性。

4. 多深？

如果你以某種方式能夠在漩渦風暴邊緣坐熱氣球飛行，你就會在漩渦周圍被吹上3.5天。但大紅斑與颶風並不完全一樣：下面沒有海洋來維持其能量，也沒人真正知道其具體深入到大氣層中多深的地方。這只是上層雲層中的特徵嗎？或者深深紮根於木星內部，從木星內部挖出礦物？這也許能解釋為什麼能長時間保持穩定。新的圖像，以及Juno的微波和引力觀測可能將首次揭露大紅斑延伸到多深。

5. 為什麼是紅色？

雖然經過了幾十年的行星探索，我們還是不知道木星雲頂是如何相互作用形成我們所看到的紅色斑點。就此而言，大紅斑並非總是紅色的：有時候會褪色為橙色，或者呈現出橙紅色或者銹棕色。這些顏色可能與太陽光分解風暴上升流挖掘出的材料中的化學鍵有關。這些化學物中可能包含硫化物、磷化物以及碳氫化合物，這些都可能形成紅色。Juno的儀器以及這些壯觀的新照片可能將有助於解開這一謎題。

6. 核心溫暖嗎？

在雲層頂端，大紅斑是寒冷的，因為漩渦內的氣流是上升、膨脹和冷卻的。這種冷卻會導致氣流凝結成冰，在風暴上方形成濃厚的雲量。但熱紅外圖像顯示大紅斑具有溫暖的核心。這個溫暖區域與新圖片中的深紅色雲層相一致，可能是風暴的靜止區。旋渦核心會告訴我們風暴深處的樣子嗎？如果是這樣，雲層下方的溫度如何？同樣的，Juno的微波觀測可能揭曉答案。

本文譯自 conversation，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。Leigh Fletcher&Emma Bunce(萊斯特大學)

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！