木星瘋狂變換錶面顏色的謎團終於被揭開?
利茲大學的科學家們相信他們可能已經找到了木星著名的”條紋”背後一個長期存在的謎團的答案。這顆行星的照片以色帶為特徵,還有著名的大紅斑,但是這些色帶經常被看到是移動和變化的–這一點科學家們直到現在都無法解釋。
現在,由於一項新的發現–美國宇航局的朱諾任務提供了關於木星磁場的令人難以置信的新信息–堀久美子博士和來自該大學數學學院的克里斯-瓊斯教授相信他們可能已經找到了答案。
在這張藝術家的渲染圖中,美國宇航局的朱諾號航天器在木星的彩色雲層上方的軌道上。資料來源:NASA/JPL-Caltech
瓊斯教授說:”如果你通過望遠鏡觀察木星,你會看到條紋,這些條紋沿著緯度線繞過赤道。有暗帶和亮帶出現,如果你看得更仔細一點,你可以看到雲層被超強的東風和西風帶著飛來飛去。在赤道附近,風向東吹,但當你改變緯度時,不管是向北還是向南,風都向西吹。然後如果你再走遠一點,它又會向東吹。這種東風和西風的交替模式與地球上的天氣截然不同。每隔四、五年,事情就會發生變化。這條風腰帶的顏色會發生變化,有時你會看到全球的動盪,這時整個天氣模式會稍微瘋狂一下,至於為什麼會這樣,一直是個謎。”
科學家們已經知道,木星不斷變化的外觀在某種程度上與這個氣體巨頭表面以下約50公里處的紅外變化有關,而這項新的研究表明,這些變化又可能是由這個星球內部深處的磁場所產生的波所引起。
美國宇航局的朱諾任務自2016年以來一直圍繞木星運行,他們的研究小組利用該任務收集的數據,能夠監測和計算木星磁場的變化。
瓊斯教授補充說:”有可能在行星磁場中獲得波浪式的運動,這被稱為扭轉震盪。令人振奮的是,當我們計算出這些扭轉振蕩的週期時,它們與你在木星的紅外輻射中看到的周期相對應。”
朱諾號航天器於2016年7月抵達木星,經過近五年的旅程,從佛羅里達州的卡納維拉爾角空軍基地升空。資料來源:美國國家航空航天局
在木星惡劣的輻射環境中,朱諾號的壽命驚人,探測器在軌道上停留的時間比原先計劃的要長很多。這使得利茲大學的研究人員獲得了更長時期的磁場數據,這對他們的工作更加有用。
通過觀察幾年來的磁場,他們已經能夠跟踪其波浪和振盪,甚至能夠跟踪木星上一個特定的磁場點,稱為大藍斑。這個斑點一直在向東移動,但最新的數據顯示,這種移動正在放緩–導致朱諾團隊相信這是一個振蕩的開始,在它逆轉並開始向西移動之前,運動正在放緩。
這項工作由Hori博士領導,他曾在利茲大學與Jones教授共事,後來轉到日本神戶大學擔任新的職務,另外還有利茲大學的Steve Tobias教授、萊斯特大學的Leigh Fletcher教授和西班牙País Vasco大學的Arrate Antuñano博士。
這篇論文見證了他們對木星變化帶和條紋這一長期之謎的解釋,並填補了木星研究的兩個最大領域–對該行星的天氣和表面發生的事情感興趣的科學家,以及那些研究深層內部的科學家–之間的缺失環節。
Hori博士說:”仍然存在不確定性和問題,特別是扭轉震盪究竟是如何產生觀察到的紅外變化的,這可能反映了複雜的動力學和雲/氣溶膠反應。這些都需要更多的研究。儘管如此,我希望我們的論文也能為探測木星隱藏的深層內部打開一扇窗,就像地震學對地球和日光學對太陽一樣。”
對瓊斯教授來說,這一突破是他一生對木星熱情的頂點。他說:”我非常高興,美國宇航局終於成功地看到了木星磁場的細節。我研究木星的時間特別長,在我還是個孩子的時候,我就對木星表面以下的東西產生了興趣–這已經是一個持續60年的進步了。”