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木星大红斑存在多久?新模拟:成形于1800年代

2024-6-20 未解之谜网

太阳系著名大气特征──木星大红斑,是尺寸比地球还大的反气旋风暴,但形成时间与寿命仍有争议。新研究显示,我们看到的大红斑应该形成于1800年代初,而不是最早1600年代观测到的类似风暴。

木星大红斑(GreatRedSpot,GRS)是太阳系所有行星已知最大、寿命最长的漩涡,风速超过时速400公里,但形成机制尚未理清,确切寿命也有争议,只因它曾消失逾一世纪。

1665年,意大利天文学家乔瓦尼·卡西尼观测到木星“永久斑点”(PermanentSpot,PS),且1665~1713年其他天文学家也能观察到这斑点。然而斑点消失于望远镜视野长达118年,直到1830年,天文学家S.Schwabe再度观察到大致呈椭圆形的清晰结构,与原本大红斑纬度也差不多。

问题来了,从1830年发现至今的木星大红斑,是之前消失的大红斑?还是新形成的大红斑?

西班牙巴斯克大学行星科学家Sánchez-Lavega团队结合历史纪录与电脑模拟,从1600年代中期望远镜发明后收集资料开始,分析PS与GRS大小、结构、运动,根据模拟结果,团队推断目前木星大红斑GRS不太可能是卡西尼观测到的PS。

木星大气层各纬度风向不同,大红斑以北吹西风,风速达时速180公里,大红斑以南风向相反为东风,风速150公里,产生巨大南北风速切变从而形成漩涡,根据模拟,超级风暴与多个小漩涡合并机制虽然能产生反气旋,但不太可能形成GRS。

相反地,木星风不稳定,称为南热带扰动(SouthTropicalDisturbance,STrD),研究员模拟STrD,成功创造出与大红斑非常相似的反气旋风暴,代表大红斑更可能由STrD催生。

随著时间推移,大红斑逐渐收缩并旋转更快,结构更紧凑,可能始于1800年代中期,换句话说,现在木星大红斑可能仅150岁。未来研究将致力重现大红斑随时间推移缩小,同时预测大红斑缩至极限后是否解体消失。

新论文发表于《地球物理研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)。

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