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為什么木星上有紅斑?

 乾坤大挪移2 2021-04-26

木星是太陽系八大行星中最大的一個,赤道長度約為44.56萬千米。這是一個寒冷的星球,大氣中彌漫著氫氣,還摻雜著氨和水的冰晶云。在氣態(tài)物質(zhì)下面,液態(tài)金屬氫覆蓋整個星球表面。


在木星赤道南側(cè)有一個大紅斑。這不是行星得了“麻疹”,而應(yīng)該是一個巨大猛烈的風(fēng)暴,這個風(fēng)暴跨越約5萬多千米,寬約1.1萬千米,足以包下整個地球。同地球上普通的氣旋相似的是,它也旋轉(zhuǎn),但由于尺寸實在太大,它轉(zhuǎn)一周需要花去地球上6天的時間。


木星上這陣紅色的風(fēng)暴已經(jīng)刮了很久了。1664年,英國天文學(xué)家羅伯特·胡克首次發(fā)現(xiàn)了它,后來人們稱之為“大紅斑”。很難說它在被發(fā)現(xiàn)之前已經(jīng)持續(xù)了多久,但人們清楚的是,300年后它將依然強勁。

隨著它沿逆時針旋轉(zhuǎn),強大的上升氣流吹過上部和下部。隨之而來的一個問題就是這個大紅斑為什么沒有逐漸分解?


為了找到問題的答案,加州大學(xué)伯克利分校的菲利普·馬庫斯專門在計算機上為紅斑建立了模型。一時間,許多相關(guān)學(xué)者都對這個模型產(chǎn)生了興趣。如何才能在實驗室環(huán)境下制造模擬氣旋?德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科研小組將大桶盛滿水,用它來模擬木星上的氣旋。



木星及其表面左下角清晰可見的大紅斑

從木星內(nèi)部發(fā)出的熱量使氣流形成并以乳白、褐、紅色的云的形式旋轉(zhuǎn),樣子就像大鍋里即將沸騰的水。

為了模仿這種氣流,他們將大桶旋轉(zhuǎn)起來,再用水泵將大桶里的水抽出又灌入。同時,水里加入了紅色顏料,以便觀察水的運動情況。

一種運動模式終于從混亂中顯現(xiàn)出來,桶里的水逐漸形成了渦旋。然后,許多小的渦旋慢慢匯集在一起,形成一個大的橢圓形水渦。事實證明,他們成功地塑造了一個微型大紅斑。


這個實驗告訴我們,是無數(shù)小氣旋匯集在一起才形成了火星上的大紅斑。雖然它時刻有被分解的趨勢,但它同時也在不斷吸收周圍新生成的小氣旋。就像大魚吃小魚,大氣旋靠吞噬小氣旋來維系自己的生命。

那么紅色從何而來呢?克拉克·查普曼(美國亞利桑那州的圖森行星科學(xué)研究所的一位研究員)認為是磷或硫等化學(xué)物染紅了斑點,但卻沒有確鑿的證據(jù),所以仍不能確定。

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