天文学家发现木星的大红斑正在被神秘力量挤压，但原因尚无人知晓

木星的大红斑（GRS）是太阳系中最为著名的气象现象之一，其壮观的规模和持久的历史吸引了无数天文学家和科学爱好者的目光。这个庞大的风暴系统已持续数百年，并且仍然活跃，但近年来的变化引起了新的关注。哈勃太空望远镜的最新观测发现，大红斑并不仅仅在缩小，还在经历一种周期性的振荡，每隔约90天就会被挤压收缩。这一现象给天文学家带来了新的谜题——为什么大红斑会在形态上周期性变化？这种振荡与木星的风场和大气流动有何关联？这些问题不仅关系到木星这一气象奇观的内部机制，也可能为我们提供更广泛的行星气象模型的启示。大红斑的挤压现象，结合其逐渐缩小的趋势，揭示出这一巨大风暴正在经历复杂的动态变化，其未来走向仍然未定。木星大红斑位于木星南半球的一个巨大的反气旋风暴，直径约为12,000到14,000公里，足以容纳两个地球，甚至在历史上曾达到更大的尺寸。大红斑的风速非常高，尤其是在风暴的边缘区域，风速可以达到每小时400公里，这是地球上最强烈的飓风风速的两倍以上。大红斑是一个反气旋风暴，这意味着其风流方向与地球上的飓风相反。在反气旋的外围，风速最大，而在风暴的中心区域，风速相对较低，显示出较为稳定的气流。大红斑之所以呈现红色，至今仍没有完全确定的解释。科学家推测，可能是由于木星大气中的复杂化学反应导致，其中包括磷化合物或其他有机分子在木星上层大气的极端环境下发生变化。太阳紫外线辐射可能也参与了这种变色过程。近些年，天文学家通过哈勃太空望远镜的高分辨率观测发现，大红斑的风速并不是固定的，存在一定的波动。有研究表明，风速在近年有所加快，尤其是在大红斑的边缘区域，风速增加了大约8%，但在中心区域，这种变化不太显著。这表明大红斑内部的风速动态在不同区域表现出复杂的变化。这些高速气流是由于木星强烈的内部热量、快速的自转以及大气中的复杂流体动力学相互作用所致，这些因素共同维持了这个巨大的风暴系统，并使其能持续数百年之久。哈勃太空望远镜在2023年12月至2024年3月之间对木星的大红斑进行了详细观测，发现这一巨大的反气旋风暴每隔大约90天就会发生振荡，似乎在不断被挤压和膨胀。然而，更令人惊讶的是，它不仅在缩小，还呈现出一种周期性变化：大红斑沿着其半长轴方向时而膨胀、时而收缩。这种现象的发现，打破了人们对大红斑只是在逐渐消失的传统认知。美国宇航局戈达德航天飞行中心的天文学家艾米·西蒙领导了这一观测工作。她指出，这种形态上的变化伴随着大红斑旋转速度的波动，也就是说，当风暴加速时，它的尺寸会收缩，而减速时，它的尺寸又会膨胀。这种周期性的挤压现象尚无明确的流体动力学解释，但它可能与木星大气的复杂流动模式有关。大红斑位于木星赤道以南22度，周围被两条强大的急流包围。这些急流的速度高达每小时428公里（266英里），阻止了大红斑向其他纬度漂移，但它仍然相对于木星大气的其余部分向西漂移。天文学家发现，大红斑的这种西向漂移速度也呈现出类似90天的周期性波动。当漂移加速时，大红斑的形状会变得更为扁平，而当漂移减速时，风暴会重新膨胀。这种现象类似于三明治的馅料挤压效果——当受到两侧压力时，馅料被迫向外扩展。加州大学伯克利分校的迈克·黄解释说，漂移和形状变化之间的关系可能意味着，大红斑的振荡不仅仅是局部风暴的结果，而是木星整体大气流动与风场相互作用的表现。大红斑的这种挤压现象在哈勃望远镜的观测中十分清晰，而未来有望通过詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外观测，进一步揭示风暴内部的动态变化。有趣的是，除了哈勃望远镜的精确观测，顶尖的业余天文学家也为大红斑的研究做出了贡献。天文摄影师达米安·皮奇等人定期对木星进行高分辨率成像，尽管他们的设备无法捕捉到大红斑振荡的细微变化，但他们的数据为哈勃和其他专业望远镜的观测提供了重要的补充。西蒙团队认为，随着这一振荡现象的发现，业余天文学家有机会通过调整他们的观测方法，帮助捕捉到更多细节。大红斑自被发现以来，已经明显缩小，最新的振荡现象又为这一风暴的未来增添了更多不确定性。西蒙推测，随着大红斑继续缩小，它可能会逐渐适应木星纬度带的风场，最终固定在一个较小的尺寸上。不过，木星风暴的复杂性远超出我们的预测，要想了解大红斑的最终命运，还需要更多的长期观测和数据分析。这项关于大红斑振荡的新发现于2024年10月9日发表在《行星科学杂志》上。未来，天文学家将继续利用先进的太空望远镜，深入研究这一气象奇观的动态变化，并探索其中隐藏的物理机制。大红斑的命运如何，依旧是一个充满悬念的谜题。

本文 htmlit 原创，转载保留链接！网址：https://dgghz.com.cn/keji/955.html