人们为什么对大红斑进行不懈探索

人们为什么对大红斑进行不懈探索,第1张

人们在地球上对大红斑观察了300多年,却不知怎么解释这种红斑。至20世纪70年代,“先驱者10号”探测器、“先驱者11号”探测器相继升空,在1973年12月和1974年12月近距离观测了木星

科学家发现,大红斑是一团激烈上升的气流,即大气旋。大气旋不停地沿逆时针方向旋转,像一团巨大的高气压风暴,每12天旋转一周。

这团风景从人类认识它以来,狂暴地刮了3个多世纪,可谓是一场“世纪风暴”,那么,它是靠什么物质能长盛不衰和长期肆虐呢?原来,大红斑以实力占尽地利之便。巨大的旋涡像夹在两股向相反方向运动的气流带中,摩擦阻力很小,如果大红斑比现在要小得多,那么,阻碍的力量便相应地大得多,这团风暴很快便会平息。总之,关于大红斑,还需继续观测、研究和进行不懈探索。

我们经常在天文学网上被读者提问。今天,有一个很好的问题:“为什么木星上有大的血迹?”粗略地说,大红斑是自17世纪以来被摧毁的一次巨浪。然而,这样一个笼统的回答只是一瞥。请留意更多细节。

大红斑(GRS)是一个反气旋(CCW)波,位于木星赤道以南22°。据估计,这场风暴已经持续了346年,但许多科学家认为它将持续更长时间。据了解,一股风浪的直径超过4万公里。你可以通过后院的大望远镜很容易地看到它。例如,估计风浪目标长度约为24-40000公里,南北目标宽度约为12-14000公里。大红斑大到足以填满2-3个地球。虽然大红斑的种类很大,但正在缩小。

拍摄的木星大气层假彩色图像显示,2004年出现了大红斑和经过的白鹅蛋形气旋,其长度约为一个世纪前的一半。一些科学家估计,如果大红斑继续以中等速度缩小,到2040年就会形成一个圆圈。加利福尼亚大学的科学家伯克利已经表明,在1996到2006年间,大红斑沿着长轴的直径缩小了15%。研究小组的一位小成员西拉·阿萨伊·戴维斯(Xylar Asay Davis)提出,大红斑不会消亡,因为“因为大红斑和云也深受周围其他情况的效率影响,所以速度是一个更合适的衡量标准”。

红外数据显示,与木星上常见的大云团相比,GRS的温度更低,位于更高的高度,其云顶高出其周围的云层约8公里。风浪是由东向南,由西向北固定的。GRS的边缘风速高达432km/h,但风浪中的风似乎几乎为零,不进来就流出。

大红斑位于南半球,正好在木星赤道的下方。它大得可以轻松地装下整个地球。当科学家认识到木星表面不是固态而是由液化压缩气体组成时,原来认为大红斑是山峰或高原的想法便受到了怀疑。探测表明,大红斑的形状没有太大变化,一般呈椭圆形,就像木星上长着的一只眼睛。但大红斑的颜色却常有变化,有时鲜红鲜红的,有时又略带棕色或淡玫瑰色。

木星的上层大气主要是由透明的氢气构成。因为木星引力比地球引力强两倍半以上,假如在地球上重45公斤的物体,那么在木星大气层顶端就将重120公斤,在明亮的、**的云层下面,是地狱般的高温和无法忍受的气压,在这种异常的条件下人类决不可能生存。

木星天空呈蓝灰色,是一个由冻结了的氨结晶所构成的浓密的、黄白色的云海。那里的气温可达到-93℃!离地平线不远的地方,可以看到一个巨大的、红色的飓风在翻腾,它比周围的云层高出差不多8千米,这个风暴就是木星的大红斑!

继续下降到木星云层的深处,气温不断升高。太阳微弱的光线透过云星,比地球上的任何黑暗更黑。但是这里——木星大气层的深处,并不是静悄悄的,一种低沉的、地球上所听不到的隆隆声,从四面八方滚滚而来,这是旋转翻腾的风和云的吼声。

如果下降到1100千米,便会进入另一个氢的世界。这时,在极高的温度和压力的作用下,氢变成了液态的海洋!唯一的光亮是来自周围的巨大闪电,它们使地球上的闪电看上去只不过是大大的火花,而这里的雷鸣则是异常的震耳。

这个氢的海洋深达24900千米,而且越往深处就越黏稠越热,称得上是茫茫宇宙间可能存在的最为恐怖的情况。

在地球上,氢是一种清澈的气体,但在这里,在异常高的温度和压力下,液态氢就压缩得如金属一般,可以传导热和电!

假如再下降3200千米,温度则更高。若想到达木星中心的地方,必须从一层960千米深的液态氢的海洋中穿过。在木星中心,有一个比地球大10倍的岩石心。这里的温度约达17000℃,简直让人无法相信。64400千米高的大气层的重力也是在地球上所无法想象的。因为木星温度高,又有大量的氢,它与太阳非常相似,而与地球差异极大。如果木星质量再加80倍,那它就可以成为一颗恒星。

在如此“恶劣”的地方,人们也许觉得木星上不可能有任何生命存在。但是,木星实际上是太阳系中最可能发现新生命形态的地方!它厚厚的云层包含着无数有机化学物质,它呈现出各种各样的颜色。在某一区域,存在与地球相似的温度和压力。那里的云层与几十亿年前孕育着生命的原始地球大气层特别相似。

同时,许多科学家指出,如果木星的云层中有生命存在,它们决没有智能,它们甚至没有藉以生长的土地和岩石。然而,它们可能是在云雾中漂游并可以呼吸木星大层中粗糙的化学物质的原始生物。有些科学家认为这种生物或许可能约有15千米那么大!

木星是一颗气体行星,大红斑形成的根本原因是木星较差自转——这种自转方式当然不止形成一个大红斑,它还形成了数条云带和若干“小红斑”和“大白斑”。

木星的大红斑位于木星南纬23度。大红斑是一个巨大的气体漩涡。大红斑的直径大于地球的直径,大约是地球直径的15倍。令所有天文学家非常惊讶的是,木星的大红斑可以在同一位置一直出现,并且可以在六个地球日内以一周的稳定转速逆时针旋转。此外,自从发现大红斑,它已经存在300多年了。

木星从西向东顺时针旋转。木星的自转周期是9小时55分30秒。木星的自转周期是根据大红斑与木星的自转周期来确定的。木星的赤道云移动得更快,而木星的极地云移动得更慢。

木星的大红斑是红棕色的,因为木星的大气下层含有大量硫和氨粒子。因为硫和氨粒子的质量比水蒸气组成的云大,所以被云覆盖。当木星的大气形成气体螺旋时,气体螺旋将吸收云层下的硫和氨粒子,从而使木星的大红斑呈现红棕色。

大红斑的大小正在减小。数学模型推算出风暴是稳定的,并且可能成为这个星球永远的特征。然而,自从它被发现以来,它的大小有了明显的减少。最开始在19世纪晚期的观察显示它的周长有将近41000km。到1979年旅行者飞船观测的时候为止,风暴有23000km的长度和将近13000km的宽度。哈勃在1995的观测显示它的大小又一次减小到20950km,2009年的观测显示它的大小到达了17910km。到了2015年,测量出风暴大约16500km,并且每年以930km长度的速度在减少。

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