今天木星上的大红斑,可能是个假货…

星空天文说 2024-06-21 11:45:26

真身已不知去向。

今天的大红斑与17世纪的大红斑可能并非同一个。NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstadt / Justin Cowart

卡西尼等科学家在17世纪首次用当时最先进的仪器——天文望远镜在木星上发现了一个红色的斑点。到今天,这个巨大的橙红色反气旋已经在那里存在了四百多年,但事实真的是这样吗?6月17日,研究人员在《地球物理研究通讯》杂志上刊文称,他们认为今天我们看到的大红斑,其实并不是17世纪天文学家看到的那一个。

大红斑的颜色和大小一直在变化。1879年,科学家预测大红斑的宽度大约为39000千米;而今天它的宽度只有14000千米,且形态比当时更圆。这一次以西班牙科学家Agustín Sánchez-Lavega为首的一批研究人员使用了多个模型,对大红斑直径在历史上发生的波动进行了研究,并希望通过这样的研究,来了解其本质和长寿的奥秘。

研究人员认为,今天我们看到的大红斑,很有可能并不是卡西尼等科学家在1665年看到的那一个。当年的大红斑可能已经在18世纪中期至19世纪这段时间里消亡了。今天我们看到的大红斑仅存在了大约190年。当然它依然是太阳系最长寿的风暴。

19世纪专事描绘天体表面的艺术家Thomas Gwyn Elger展现的木星及其大红斑。艺术家参考了望远镜中的画面进行描绘,因此绘画中的大红斑与实际位置相比是上下颠倒的。

卡西尼等人发现的大红斑(当时被称为永恒斑)存在时间大约是从17世纪到18世纪早期,但随后人们就发现它不见了。直到100年后的1831年,天文学家才发现木星上与永恒斑纬度大致相同的位置上,出现了一个卵圆形的风暴。因此天文学史的研究者们实际上一直在怀疑,这两个风暴究竟是不是同一个。

1677年、1690年和1691年卡西尼绘制的永恒斑和2023年的大红斑之比较。Sánchez-Lavega

在1711年Donato Creti的绘画作品《木星》中,大红斑的红色被首次加以表现。

近年的观测结果显示,大红斑非常浅,也很薄。基于这些数据,研究人员在电脑中,对木星大气浅气旋的行为进行了模拟和分析。针对其形成机制,研究人员提供了几个选项。它既有可能是一个巨大的超级风暴,也有可能是由多个小气旋合并而成的,或仅仅是由不稳定的风形成的单体结构。

模拟结果显示,如果大红斑是一个由超级风暴或较小风暴合并演变而来的反气旋,那它的特性很有可能会不一样。只有第三种情况,即它是由不稳定的风形成的大气单体结构,才最符合实际情形。模拟中最先出现的原始大红斑会逐渐缩小,最终变成一个紧凑并快速自旋的风暴。

在早期天文学家绘制的草图中,大红斑确实拥有比今天更狭长的形态。科学家也在木星大气中发现过有其他狭长的大型单体结构转化成气旋。

2018年4月1日朱诺探测器拍摄的大红斑。NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

参考The Origin of Jupiter’s Great Red Spothttps://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL108993

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