木星上的大红斑

木星上的大红斑是什么

大红斑，是木星南半球一个巨大的反气旋风暴，位于南纬22°，并持续了起码340年。它长约二万公里、宽约一万公里，面积有地球的四倍大。在地球上使用望远镜望向木星，当大红斑面向地球时即可看见。大红班最早于1665年由卡西尼或胡克首先观测，当时色彩较浓，但目前已逐渐暗淡。对于这个奇特的大红斑，有人认为它是一个超级大台风的台风眼，亦有人认为这是木星两个不同方向的气流相激所造成的，但真实的成因，至今尚为一谜团。 1979年2月25日，旅行者1号太空船在造访木星时，在距离表面9,200万公里处摄得大红斑的模样。

木星的大气组成中，按分子数量来看，81%是氢气，18%是氦气，按质量则分别是75%和24%。只有约1%左右的其他气体，其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身-原始太阳星云 (Solar Nebula) 的组成相近。同为气体行星的土星也是类似的组成，但天王星及海王星中的氢和氦就少得多。由于木星快速的自转，木星的大气显得非常地“焦躁不安”。木星的大气其实是一个复杂多变的天气系统，木星云层的'图案每时每刻都在变化。我们在木星表面可以看到大大小小的风暴，其中最著名的风暴是“大红斑”。这是一个朝着顺时针方向旋转的古老风暴，它早在300多年前就被人类发现了，一般认为是17世纪的卡西尼或胡克发现的，也就是说，这个巨大的风暴已经在木星大气层中存在了几百年。大红斑有三个地球那么大，其外围的云系每四到六天即运动一周，风暴中央的云系运动速度稍慢且方向不定。由于木星的大气运动剧烈，致使木星上也有与地球上类似的高空闪电。

大红斑（GreatRedSpot），简称GRS。是一个在木星的南赤道带边缘存在了很久的反气旋旋涡，它看上去是一个非常稳定的特征，长约25000千米，上下跨度12000千米，每6个地球日按逆时针方向旋转一周，经常卷起高达8千米的云塔，有很多证据表明它已经被持续观测了350年。木星大红斑和白卵是木星表面的特征性标志。2013年11月18日，哈佛大学和加州大学伯克利分校研究人员发现木星大红斑的形成和能量补充机制，认为垂直方向上的能量补充非常重要，是大红斑不消失的原因。

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。

木星的大红斑是意大利天文学家卡西尼在1665年发现的。大红斑南北宽度达14000千米，东西方向上的长度在不同时期有所变化，最长时达40000千米。科学家认为，大红斑是一团激烈上升的气流，即大气旋。大红斑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。

木星除了色彩缤纷的条和带之外，我们还不难看到木星大气有一块醒目的标记，从地球上看去，就成一个红点，仿佛木星上长着一只“眼睛”。大红斑形状有点像鸡蛋，颜色鲜艳夺目，红而略带棕色，有时又鲜红鲜红。人们把它取名为大红斑。

很早以前，木星大红斑鲜明的颜色已引起人们关注。意大利天文学家卡西尼在1665年首先觉察到，木星上有斑痕，并以此红斑为标志，测出了木星自转的周期，是在9时50～56分之间的范围。这与现在公认的赤道部分的自转周期9时50分30秒相当吻合，这在当时天文观测仪器相当简陋的情况下是很不简单的成就。

自那时以来3个多世纪过去了，人们一直看到这块红斑，虽然颜色时而有浓也有淡，大小有增有减，但从未消失过，成为木星上醒目的半永久性标志，同时也是科学家观测、研究、讨论的课题。

大红斑十分巨大，南北宽度经常保持达14万千米，东西方向上的长度在不同时期有所变化，最长时达4万千米。也就是说，从红斑东端到西端，可以并排下3个地球。一般情况下，长度在2000～3000千米，大红斑在木星上的相对大小，就好像澳大利亚在地球上那样。

大红斑之“红”也有特色。它的颜色常常是红而略带褐色，变化也是有的。20世纪20年代～30年代，大红斑呈鲜红色，从未这么好看过。1951年前后，也曾出现淡淡的玫瑰红颜色。大部分时间，颜色比较暗淡。关于大红斑的颜色，有不同见解。有人提出那是因为它含有红磷之类的物质；有人认为，可能是有些物质到达木星的云端以后受太阳紫外线照射，而发生了光化学反应，使这些化学物质转变成了一种带红棕色的物质。总之，这仍然为目前人类的未解之谜。

人们在地球上隔着6亿千米对着大红斑看了300多年，却不知怎么解释这种红斑。到20世纪70年代，先有1972、1973年“先驱者10号”、“先驱者11号”相继升空，在1973年12月和1974年12月近距离观测了木星；紧步后尘的又有1977年8月20日和9月5日发射的“旅行者2号”、“旅行者1号”，分别于1979年7月和1979年3月从木星上空掠过，对红斑进行详细察看。它们发现，它是一团激烈上升的气流，即大气旋。它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。这巨大风暴气流可谓“翻江倒海”、“翻天覆地”。从人类认识它以来狂暴地刮了3个多世纪，可以说是一场“世纪风暴”，真让人咋舌，那么，它是靠什么物质能长盛不衰、长期肆虐呢？

原来，大红斑以自己实力占尽地利之便。巨大的漩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”的力量便相应地要大得多，这团风暴要不了多久便会平息。“先驱者10号”1973年12月也发现过有小红斑，其扩大程度直逼大红斑了，然而“先驱者11号”1974年12月飞过小红斑时它却已经消失了。小红斑从形成到消失，只用了短短的两年时间，规模上也只与地球风暴差不多，这跟大红斑不能相比。也有人认为大红斑长久不衰应该还有别的原因。总之，关于大红斑，还需继续观测、研究和进行不懈探索。

大红斑（GRS）是一场反旋风（逆时针旋转）风暴，位于木星赤道以南22°。据估计这场风暴已经持续了346年，但很多科学家认为这场风暴持续的时间要长得多。已知一次风暴直径曾大于40000千米，可以通过后院的大望远镜轻松地观察到。目前，据测风暴东西方向长度约24-40000千米，南北方向宽度约12-14000千米。大红斑大到足够覆盖2-3个地球。尽管大红斑规模巨大，但它在正在缩小。

红外线数据表明，与木星上大多数的云相比，GRS温度较低且位于更高的海拔，其云顶在其周围云层上方约8公里处。风暴由向南的东向气流和向北的非常强的西向气流固定。GRS边缘风速高达432 km/h，但是风暴中的风似乎近乎于无，没有流入或者流出。2010年，天文学家对GRS进行了远红外热成像，发现其中心（最红）区域温度比其周围的环境高了约4k。暖气团位于对流层上方，中心点在剩余风暴的相反方向缓慢旋转，可能是中心气流的残留。

那么，为什么风暴是红色的？导致呈色的确切原因尚未得到证实，但实验支持的理论为：颜色是由复杂的有机分子、红磷或者木星内部释放的含硫化合物引发的。GRS的颜色是变化的，有时是砖红色，消退为淡淡的三文鱼色，甚至白色。斑点偶尔会从可见色谱中消失，只能被认为是大红斑凹陷；它被龛于木星南赤道带（SEB）。GRS的可见性显然与SEB外观相关。当SEB为亮白色时，斑点趋于变暗；当SEB为暗黑色时，斑点则会变亮。颜色的变化呈周期性一直持续着，并且这个周期是个无法预测的时间表。

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