韋伯太空望遠鏡揭「大紅斑」秘密 木星重力波塑造神秘結構

2024-07-01 18:51

木星上的「大紅斑」是其標誌性的特徵。(NASA)
木星上的「大紅斑」是其標誌性的特徵。(NASA)

韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,JWST)近期在木星大紅斑上空區域,發現一系列前所未見的複雜結構,徹底改變科學家對這個區域的理解。研究成果近日發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊上。

木星大紅斑(Great Red Spot)是太陽系中最著名的風暴,其齡、規模和力量都極其驚人,自1831年以來就一直受天文學家所關注。這個高壓區域形成一個巨大的反氣旋風暴,科學家普遍認為大紅斑上空缺乏複雜的大氣結構或活動。

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這些紋路是木星上的風暴。(NASA)
這些紋路是木星上的風暴。(NASA)
木星及其衛星木衛一。(NASA)
木星及其衛星木衛一。(NASA)
科學家長年關注「大紅斑」的情況。(NASA)
科學家長年關注「大紅斑」的情況。(NASA)
木星的風暴分為白色帶和紅色帶,它們移動方向相反。(NASA)
木星的風暴分為白色帶和紅色帶,它們移動方向相反。(NASA)
木星及它的3顆衛星。(NASA)
木星及它的3顆衛星。(NASA)

韋伯望遠鏡觀察到「大紅斑」的複雜結構

韋伯太空望遠鏡的近紅外光譜儀在2022年7月得到一個新的觀察結果,大紅斑的上空充滿着驚人的複雜結構和活動,包括黑暗的弧形結構和明亮的斑點。

科學家推測,這些結構的產生原因,可能是來自木星深處的重力波。這些重力波在大紅斑周圍的下層湍流中產生,並向上傳播,改變上層大氣的結構和輻射。就像海浪拍打在海岸,並形成沙灘上的波紋一樣,這些重力波也雕刻出木星上層大氣的精緻紋理。

研究小組領導人,英國萊斯特大學(University of Leicester)的行星科學家梅林(Henrik Melin)說:「我們曾以為這個區域沒有特別之處,這是個非常天真的想法。事實上,它和極光一樣有趣,甚至可能更有趣。木星總是令人驚訝。」

韋伯太空望遠鏡利用黃金塗層提供紅外線反射性和耐用性,造價驚人。(NASA)
韋伯太空望遠鏡利用黃金塗層提供紅外線反射性和耐用性,造價驚人。(NASA)

新發現有助瞭解木星大氣運作

這一項發現對於科學家瞭解木星大氣的運作方式具有重要的意義。木星的上層大氣是該行星巨大磁場和內部大氣之間的邊界,其結構受到這兩個區域之間的相互作用影響。這些新發現的複雜結構,能夠反映木星內部深處的運動變化。

韋伯望遠鏡的觀測結果,也將為歐洲太空總署的木星冰月探測器(Jupiter Icy Moons Explorer,JUICE)任務提供資訊。JUICE目前正在前往木星,準備探索木星的3顆主要海洋衛星——木衛三、木衛四以及木衛二。韋伯望遠鏡的發現,將幫助科學家更完善規劃JUICE的探測路線,並為其科學研究提供重要的參考。

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