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          哈勃追踪到海王星巨型风暴 竟能持续两年之久

          发布时间:2019-03-26 21:29:57
          阅读:40     评论:0     收藏:0      [点我收藏+]

            3 月 26 日消息,据国外媒体报道,1989 年,美国国家航空航天局的旅行者 2 号探测器飞速掠过其最后一个行星目标海王星,然后加速飞往太阳系外。这是人类制造的航天器第一次造访这个遥远世界。当旅行者 2 号飞速掠过海王星时,它拍下了正在南半球酝酿的两场巨大风暴的照片。科学家称这些风暴为“大黑斑”和“2 号黑斑”。

            时隔五年之后的 1994 年,美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜从 43 亿公里之外采集到了海王星的清晰图像。科学家们迫切想再观察一眼当年旅行者 2 号拍下的风暴。但哈勃的照片显示,地球大小的“大黑斑”和较小的“2 号黑斑”?#23478;?#32463;消失了。

            “这当然是个惊喜,” 美国国家航空航天局达德太空飞行?#34892;?#34892;星科学家艾米·西蒙(Amy Simon)回忆道,“我们习惯于观察木星的‘大红斑’,它大概已经存在了一百多年。”在那之后,行星科学家们立即开始进行计算机建模,以了解“大黑斑”神秘消失?#33041;?#22240;。

            现在,作为外行星大气遗产(OPAL)项目的一部分,西蒙和她的同?#26053;?#24320;始回答这些问题。在哈勃太空望远镜拍摄图像的帮助下,研究小组不仅第一?#25991;?#30585;了海王星风暴的形成,还精确确定了风暴系?#31216;德?#21644;持续时间的相关约束条件。

            风暴的诞生

            2015 年,OPAL 研究团队开始了一年一度的任务,分析哈勃太空望远镜拍摄到的海王星图像,并在南半球又发现了一个小黑斑。在此之后,西蒙和她的同?#26053;?#24180;都会通过哈勃仔细观察这颗行星,并在风暴消散时对其进行监测。2018 年一个新的黑斑出现在海王星北纬 23 度上空。

            这场风暴的大小与历?#39134;?#30340;“大黑斑”相似。西蒙谈到这场风暴时说:“我们一直忙于追踪 2015 年以来海王星上形成的这场较小风暴,所以我们并没有期望很快就看到另一场大风暴。这是一个惊喜。每次我们从哈勃太空望远镜获得新的图像时,?#21152;?#25105;们所预期的有所不同。”

            更重要的是,风暴的诞生过程被哈勃太空望远镜的相机完整记录了下来。在分析哈勃拍摄于 2015 年至 2017 年的海王星图像时,研究小组发现,在最近出现黑斑的区域先是形成了几朵小的白色云团。他们的相关研究发表在 3 月 25 日的《地球物理研究快报?#39134;稀?/p>

            海王星上的高空云是由甲烷冰晶组成的,具有特别的明亮白色外观。研究人员认为这些伴生云悬浮在风暴之上,类似于地球高山之巅形成的荚状云。在一场新的风暴被发现前的几年,它们的存在表明类似于黑斑的风暴可能源自于更深的海王星大气?#23567;?/p>

            “就像地球上的卫星观察地球的天气一样,我们也在观察海王星上的天气,”格伦·奥尔顿(Glenn Orton)说。和卫星能够跟踪地球上的飓风一样,哈勃采集的图像揭示了这个“黑斑”的前行路径。在将近 20 小时的时间里,风暴向西漂移,移动速度比海王星的高速风?#26376;?#19968;点。

            但海王星上的这些风暴与我们在地球或木星上看到的气旋不同,推动它们前进的风也是如此。就像保龄球道上的沟槽一样,木星上稀薄的气流带能够将木星风暴“大红斑”保持在固定路径上。而在海王星,气流在行星周围?#33041;?#21160;范围要大得多,这使得像“大黑斑”这样的风暴能够缓慢切过纬线。这些风暴通常在高纬度地区的赤道西风带和向东吹的气流之间盘旋,然后被强风吹散。

            关于海王星上的天气变化还需要更多的观察。西蒙说:“我们希望能够研究风是如何随时间而变化的。”

            风暴的平均寿命

            西蒙也是加州大学伯克利?#20013;?#19968;个研究团队的成员,他精?#20998;?#20986;了这些风暴持续的时间和?#24503;省?/p>

            他们怀疑海王星每四到六年就会出现一场新的风暴。根据 3 月 25 日发表在《天文学?#21448;盡飞?#30340;研究结果,每一场风暴最长能够持续 6 年,也有可能持续两年。

            ?#28304;?#31185;学家们首次将目光投向海王星以来,已经在这颗行星上发现了 6 次风暴。旅行者 2 号在 1989 年发现了两次风暴。自 1990 年哈勃望远镜发射以来,它又观察到四次风暴。

            除了分析哈勃太空望远镜和旅行者 2 号采集的数据外,研究小组还进行计算机建模,绘制出 8000 个在这颗冰冷行星上旋转的黑斑。当研究人员将建模结果与 256 张存档图像进行比对后显示,哈勃太空望远镜很可能已经发现大约 70% 的模拟风暴,它们均发生在一年的时间里,其中大约 85% 到 95% 的风暴寿命为两年。

            漩涡仍是谜

            海王星的天气状况在很大程度上仍然是个谜。行星科学家希望下一步研究风暴中漩?#34892;?#29366;和风速的变化。加州大学伯克利?#20013;?#34892;星科学家迈克尔·黄(Michael Wong)说:“我们?#28216;?#30452;?#30828;?#37327;过海王星暗漩?#24515;?#30340;风速,但我们估计风速大约为每秒 100 米,与木星‘大红斑’内的风速相当。”他指出,使用哈勃望远?#21040;?#34892;更频繁的观测,将有助于更清晰地描绘出海王星风暴的演化过程。

            西蒙说,海王星上的发现将对与其大小相似的系外行星研究产生影响。西蒙说:“如果你研究系外行星,想要了解它们是如何运转的,你真的需要首先了解我们的行星。”“我们对天王星和海王星仍知之甚少。”

            研究人员?#23478;?#33268;认为,最新发现激发了人们想要更详细追踪海王星?#33041;?#26395;。“你知道?#33041;?#22810;,你就?#25581;?#35782;到?#32422;?#30693;之甚少。”奥尔顿如是指出。

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