木星大红斑的大气层中蕴藏着类似于极光的奇观
大红斑是一个比我们整个地球还大的巨大风暴,据说在木星上肆虐了三个多世纪。我们早就知道这颗气体巨行星拥有令人难以置信的天气系统,它的风速是龙卷风的三倍。但是,尽管它的规模和强度如此之大,科学家们还是认为它上方的大气层会相对平静。但是,他们错了。
詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)的观测结果显示,木星大红斑(Great Red Spot)上空隐约出现了一个由奇异结构和活动组成的大气奇观。这是一个由强大的大气引力波雕刻而成的动荡天景,使该区域至少与地球著名的极光一样引人注目。
莱斯特大学的亨里克-梅林(Henrik Melin)是这项研究的负责人,他说:"事实上,它和北极光一样有趣,甚至更有趣。木星从未停止带给我们惊喜"。
JWST 利用其红外视野窥探笼罩木星的朦胧层。该望远镜的近红外摄谱仪(NIRSpec)在2022年7月捕捉到了地球望远镜看不到的细节,揭示了整个上层大气中的暗弧和亮点。
虽然木星大气中的大部分光辉是由太阳光造成的,但这些奇特的特征表明,有更多的东西在为红斑上方的区域提供能量。
梅林解释说,大气结构发生变化的一种方式是重力波--类似于海浪拍打沙滩并在沙滩上形成涟漪。这些波产生于大红斑周围湍急的低层大气深处。当它们向上移动时,重力波会改变木星上层大气的结构和排放。
在地球上,我们也经历过重力波,但木星上的重力波让我们汗颜。在大红斑上荡漾的波浪比我们在地球上经历的任何波浪都要汹涌澎湃,能量也更大。
这些发现发表在《自然-天文学》杂志上。展望未来,研究人员希望通过追踪这些波来了解能量是如何在地球大气层中分布的,以及它是如何导致观测到的结构发生移动的。
欧洲航天局的木星冰月探测器(JUICE)将于2031年抵达木星,这些观测结果也将为该探测器提供宝贵的背景资料。JUICE将对木星本身及其三颗可能适合居住的卫星--木卫三、木卫四和木卫三--进行轨道巡视。