木星有多恐怖?表面的「木星之眼」產生的龍捲風,比四個地球還大

宇宙觀察室 發佈 2023-12-29T22:19:38.967740+00:00

在閱讀此文前,麻煩您點擊一下「關注」,既方便您進行討論與分享,又給您帶來不一樣的參與感,感謝您的支持。木星,可以說是太陽系行星中的大姐大,創下了多個太陽系之最。其中最為人們津津樂道一大記錄,便是木星擁有太陽系最大的反氣旋,即我們今天所要講的木星大紅斑。

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木星,可以說是太陽系行星中的大姐大,創下了多個太陽系之最。其中最為人們津津樂道一大記錄,便是木星擁有太陽系最大的反氣旋,即我們今天所要講的木星大紅斑。

事實上木星大紅斑是氣態行星中特有的風暴,我們可以將其理解為是一股產生於木星的龍捲風。只不過發育於巨行星上的龍捲風,在強力和時間上肯定和地球完全不是一個等級。圍繞著木星的大紅斑又有什麼特別之處呢?木星究竟還有什麼值得一探的秘密呢?

木星

木星是太陽系中距太陽第五近的行星,從行星的分類來看,它和土星一樣是一顆氣態巨行星,其體積也是太陽系行星中最大的一顆。由於其特殊性和代表性,天文學家也將與木星有著相似結構的氣態行星稱之為類木行星。

相較於海王星、天王星等,人類對於木星的認識時間可以說是相當的早,這與他較高的是視星等有著密不可分的關係。在夜晚的天空中,它是除卻月球和金星外平均亮度第三的天體,因此對於古時單純的依賴肉眼觀察天象的人們來說,自然輕而易舉便可辨認。而對太空嚮往的古人們,便將木星納入了自己的日常之中。

由於這層關係,木星從很早開始便開始進入到人們日常生活之中,例如古羅馬人信奉多神論,他們將朱庇特視為主神,即希臘神話中的宙斯。以主神的名字命名它,可見在古羅馬人的眼裡,對它的重視。

而中國,木星又被融合進入了陰陽五行中,又名歲星,並利用其公轉一周需要12年的這一特性,設定了地支這一紀年方法。此外,古巴比倫、日耳曼等文化中都有所提及,可見木星深刻的影響了世界各地宗教、民俗、文化等發展。

隨著科學的進步以及探測技術的不斷發展,人們發現這個陪伴人類數千年的星球並不是表面看上去的那麼簡單。謎團,接踵而來,部分是關於木星本身,部分則是關於它的衛星體系們。

例如,我們所熟悉的太陽系中最亮眼的「土星環」,而木星也同樣擁有,只不過這個行星環在明亮的土星環面前,顯得格外的微弱。如果不是「先鋒者號」造訪,我們可能永遠都不知道木星也有自己的行星環。

再比如,不同航天局通過望遠鏡拍攝的不同時刻的木星,呈現出不同且色彩絢麗的圖像。這是由於它自身有著豐富的化學物質,在太陽光的作用下,呈現出不同的色彩。具體為何會呈現出紅色、綠色等顏色,科學家仍然沒有得到確切的答案。

此外,近些年隨著尋找地外生命熱情的高漲,木星的衛星也成為科學家研究和探尋的重點地方。不少科學家甚至表示在木衛二的深處存在大型海洋生物的可能性。

可以說,木星作為距離地球最近一顆氣態巨行星,渾身皆被謎團包裹,等待著後人來發掘。而其中最令科學家感到好奇的便是,在木星上那個已經颳了幾百年的龍捲風——木星之眼。

木星之眼

風暴,對於地球人來說並不陌生,颱風、颶風都是它的代名詞。歷史上最劇烈的一次風暴記錄時94年的颶風「約翰」,根據記錄,這個超強颶風持續時間達到了驚人的31天,自它形成之後,移動的路徑總長超過了13000公里,跨越了太平洋,成為當時沿岸居民的永生噩夢。這樣體量級的颶風在此後數十年都再也沒有與之相匹敵的對手,但是這些在衛星的風暴面前,不過是小孩子的把戲。

木星之眼,又稱為木星大紅斑,它位於23°S。根據最新的觀測推斷,這個巨大的紅斑長可能達到了2萬千米以上,寬度約1.1萬千米。而且它還在驚人的速度沿著緯線移動著,一周的時間內就可以達到環繞衛星一周的成就,如此來看地球的風暴在它的面前,妥妥被秒殺。

我們都知道地球上的風暴形成是由於大氣層內的氣流運動所形成的,在炎熱的海域由於太陽長時間的烘烤,使得大量的暖濕水汽蒸發上升形成大量的雲。

由於這樣的運動,海面會形成一個低壓區,而外部相對高壓,形成了氣流運動,氣壓差越大這種運動也越為劇烈,最後形成風暴威力也越強。而風暴多產生於赤道區域,這裡的自轉線速度較大,在氣流流動的過程中,會出現方向的偏轉,最後形成一個漩渦狀的氣流運動。因此,由於風暴形成需要大量的溫差,在進入陸地之後,風暴持續力量增強條件會慢慢減弱,最後消散。、

上述是地球風暴典型的形成方式,其中有一個非常重要的是元素便是水汽,而木星可不是地球,沒有如此多水汽,因此它的颶風形成和地球的風暴有著很大的不同。

探測器發現,大紅斑中氣流劇烈上升,呈現紅褐色,這也是大紅斑名字由來。

通過對大紅斑結構進行分析後,科學家發現大紅斑中具有一個核心,大小在幾百公里左右。有意思的是,在周圍物質在瘋狂逆時針運動時,這一核心卻在這場旋渦中保持不動。

而對於大紅斑究竟是什麼形成的,科學家目前尚無答案。但是,早在1665年,義大利的天文學家卡西尼就曾經利用天文望遠鏡,發現了大紅斑的存在。

在他日記中,多次提及了大紅斑的存在,可見其亮麗的顏色給他留下的深刻印象。而為何它會出現如此奪目的紅色,科學家猜測這可能與木星上的紅磷元素有一定關係。

因此,我們可以知悉早在幾百年前,這個巨大的反氣旋就已經存在於木星之上,成為了木星的標誌景象之一。

近些年通過對大紅斑的近距離觀測,大紅斑的旋轉周期為6天,長度在2.4萬和4萬千米之間,寬度在1.2萬到1.4萬千米之間。

按照這樣的尺寸計算,儲存2-3個地球輕輕鬆鬆,而且風暴處的雲層高度也高於周圍的雲層8千米。此外,從各國近些年的觀測數據來看,這個已經颳了幾百年的風暴有萎縮的跡象,可能在未來的某一天會逐步消失。

對於木星這樣的氣態巨行星,內部高壓高熱造就的湍流中較容易形成風暴,這點在木星上也有所體現。在觀測中,我們經常會發現白色或者棕色呈現鵝蛋形的風暴,這類風暴根據大小決定是否命名。

通常,呈現白色的風暴主要發生在大氣層的上方,這裡的雲層氣溫相對較低。而棕色風暴形成的條件中則包含了較為溫暖的雲層,且通常處於普通雲層中。

上述兩類風暴持續的時間短則幾小時,長則幾個世紀。由此來看,木星大紅斑似乎是木星這類星球所常發生的事情。那麼木星的內部究竟有些什麼呢?

木星的謎題

木星是人類造訪最為頻繁的地外天體之一,通過數次的近距離拍攝,我們獲得了關於木星重要的資料。當然,除卻大紅斑以外,木星身上的諸多謎團也等待科學家們去解答。

謎案一:木星的內部究竟是什麼樣子?

木星內核是如今困擾科學家們一大難題。通過現有的科技手段分析,科學家只能大致推斷木星的內核,密度應該相當的驚人,在其內核之外應該是仍然是處於高溫高壓之下,由液態氫包裹。而後才是由氫氣和氦氣以及其他氣體所構成的木星大氣。

看上去所有問題是不是已經解決了,但是細緻推敲下來就會發現問題的所在,我們對於上述東西的描述是非常粗糙的。我們可以說其核心是由某種矽化鹽組成,但是具體是哪種,不得而知。事實上,木星上的高壓環境遠遠超過我們的認知,我們此前在地球上也從未在自然狀態下接觸過如此強烈的壓力。因此,會出現困惑也是可想而知的。

謎題二;木星的形成

很多人在看到木星大氣層成分的時候,會不會感覺到一絲熟悉。沒錯,木星的大氣層和恆星有著一定的相似性,因此有人也將木星稱為「進化失敗的恆星」。

目前,學界對於這類氣態巨行星的形成,認為主要由兩套方式,一種是核心吸積,另外一種是引力塌縮。而區分由那種方式形成,主要依賴的是木星上的氧元素,而氧元素在宇宙中通常以水的方式出現。然而想要測定也是一件挑戰性極強的事情,畢竟在大氣層這裡的溫度下,水以冰晶的方式存在,測量需要時間。

謎題三:木星的大氣

通常來說,某一恆星系統的誕生,首先產生的是氣態行星。因此,二者元素有一定的相似可以理解,但是二者的重元素豐度相同,但是木星卻高於太陽3倍,這就非常的不合理了。如果單純的說多了些矽和碳尚可解釋,但是其中出現的氬就讓科學家們百思不得其解。

謎底四:木星的磁場

很多說地球是幸運的,剛好有這樣一個不熱不大的恆星,處於一個宜居帶上,為生命創造條件。然而事實上,地球之所以可以安安靜靜的存在,功勞有一份是木星的。

強大的木星磁場會將靠近太陽系的「天外來客」撕碎,讓地球減少受到小行星的攻擊。此外,木星磁場運作也是讓很多科學家好奇的地方,畢竟磁極間的連線同它的自轉軸之間存在11°的夾角,如何維繫巨大龐大的磁場呢?

木星帶來的謎題很多,但是隨著科技的進步終有一日,我們能夠剖開它的層層迷霧,解開它的神秘面紗。

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