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木星的風暴是怎麼形成的

生活 更新时间:2024-09-28 10:56:45

木星的标志性圖像展現出它擁有許多白、紅、橙、棕和黃色的色調。木星的顔色随着這個星球大氣層内風暴和氣流的變化。

木星的風暴是怎麼形成的(其上的風暴究竟為何産生)1

圖解 : 哈伯太空望遠鏡的WFC3相機于2014年所拍攝到木星的真實色彩影像,可清楚看見木星南半球的大紅斑

當木星大氣層内的不同化學物質反射太陽光之時,木星大氣層呈現不同顔色。木星絕大部分是由氫和氦組成,但是在木星頂部的雲層主要由氨晶體組成,包含微量的冰和水滴,可能還有硫氫化铵。木星上巨大的風暴由木星大氣的對流運動産生。這一點使得這些風暴能使一些物質,例如磷、硫和烴,從離星球核心較近的地方來到雲層上空,進而早就了我們在木星的大氣層中白色、棕色和紅色的斑點。白色的點代表冷風暴,棕色的是暖風暴,而紅色的是熱風暴。

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圖解:木星的大小比太陽小一個數量級(×0.10045),但仍比地球大一個數量級(×10.9733),大紅斑大約有二到三個地球大(數量級相同)

木星的大紅斑是這些風暴中一個極端的例子。它已經以這樣的形式存在了至少400年。它被認為是由Giovanni Cassini在16世紀末發現的。它被NASA的先驅者10号飛艇在1974年的一次飛掠過程中近距離觀察過。越來越清晰的圖像被包括旅行者、伽利略、卡西尼和新視野号在内的其他飛艇捕捉。

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圖解:這是航海家1号太空船于1979年2月25日距離木星920萬千米(570萬英裡)飛掠過木星時拍攝的影像。大紅班下方白色的橢圓正是直徑大約與地球相同的風暴

一個世紀之前,這塊大紅斑有40000千米寬,不過它現在隻有當時的一半,并且看上去仍在持續縮小。天文學家們對于這個大紅斑将會持續多久或者為什麼它持續了這麼長時間的原因尚不明了。這塊大紅斑如此巨大以至于它可以從地球用任何中等大小以上的望遠鏡觀測到。

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圖解:木星大紅斑的大小在縮減中(2014年5月15日)

一個距今更近的産生于木星上的風暴抓住了天文學家們的視線。被官方命名為Oval BA但常用名為Red Jr的這個風暴大約有最著名的大紅斑的一半那麼大并且有着與之相同的顔色。Oval BA首次在2000年出現,由三個小一點的風暴碰撞和融合而成。科學家認為大紅斑可能也以同一種方式産生。

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圖解:木星上的極光。 三個亮點是由連接到木星衛星埃歐(在左邊)、佳裡美德(在底部)和歐羅巴(在最底部)的磁流量管創造的。此外,可以看見非常明亮,幾乎是圓型的區域,稱為主要的鵝蛋形,可以看見和弱極區極光。

科學家一直試圖用木星的顔色來理解其上的大氣運行原理。許多未來的任務都已經被安排來達到對于光這個事物一個更深的認識。這些任務也将會研究木衛二上的火星與冰的相互作用。在未來幾年一些絕佳的數據将會被這些任務記錄得到。

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木星上空一直被由氨晶體以及可能的硫氫化铵組成的雲所覆蓋。這些雲存在于對流頂層并且在不同緯度上形成雲帶,以熱帶分區著稱。這些分區被細分為淺色帶和深色帶。這種沖突的對流模式的相互作用造成了風暴和狂暴。在分區交界處100m/s(360km/h)十分常見。這些區域的寬度,顔色和密度每年都在變化,不過它們大體上足夠穩定,使得科學家們能夠給予它們有辨識度的命名。

木星上的雲

木星的雲層隻有大約50千米(31英裡)的厚度,并由至少兩層雲組成:一層是厚且矮的,另一層是薄且高的。在氨的雲層下方可能還有一層較薄的水汽構成的雲。支撐木星上有水汽雲的觀點的是在木星大氣層中發現的縷縷閃電。這些放電現象可以至多達到地球上閃電威力的千倍。這些水汽雲中的暴風雨被假定為與地球上的暴風雨一樣由内部的能量驅動。

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圖解:這是航海家1号太空船于1979年2月25日距離木星920萬千米(570萬英裡)飛掠過木星時拍攝的影像。大紅班下方白色的橢圓正是直徑大約與地球相同的風暴

木星的雲層中帶有的橙色和棕色的色彩是由于上湧的複合物會在暴露于太陽紫外光之下的時候改變顔色。複合物确切的組成尚不明确,不過那些物質一般被認為是磷,硫或可能是烴。這些多彩的複合物,通常稱作發色團,與更暖的,更低的雲層混合在一起。這些雲區是在上升的對流物質形成遮蔽底層雲的結晶氨的時候形成。

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木星的較小的軸向傾斜角使得極區持續受到比赤道地區更少的太陽輻射。在這個星球内部的對流傳輸更多能量到極區,使得各地區雲層中的溫度保持相對平衡。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. JERRY COFFEY- universetoday-伊澤理

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