科学家惊曝：太阳系最大风暴竟意外移动

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哈勃太空望远镜对木星的大红斑的新观测显示，这个有着 190 年历史的风暴像果冻般摆动，形状如同被挤压的压力球一样发生变化。

据天文学家称，哈勃从 12 月到 3 月用了 90 多天进行的这些意想不到的观测表明，大红斑并不像看起来那么稳定。

大红斑（GRS）是一个反气旋，或者说是木星大气中的一个大的风环流，围绕着行星南部中纬度云带的一个高压中心区域进行旋转。而且这个长期存在的风暴非常大，是太阳系中最大的，地球都能装进去。

尽管风暴通常被认为是不稳定的，但大红斑已经持续了近两个世纪。但观测到的风暴变化似乎与其运动和大小有关。

这些图像的时间推移表明，漩涡像果冻一样“抖动”，并且会随着时间的推移膨胀和收缩。

研究人员在发表于《行星科学杂志》的一项分析中描述了这一观测结果，并于周三在爱达荷州博伊西举行的第 56 届美国天文学会行星科学分会年会上进行了呈现。

“虽然我们知道它的经度运动略有变化，但没想到它的大小也会振荡。据我们所知，此前从未被发现过，”马里兰州格林贝尔特美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的行星科学家、主要研究作者艾米·西蒙在一份声明中说。

“这确实是我们第一次对大红斑获得适当的成像节奏，”西蒙说。

天文学家观测了这个标志性的深红色特征至少 150 年，有时，观测结果会带来惊喜，包括最新发现，即风暴的椭圆形有时会改变大小，看起来更瘦或更胖。

最近，另一个天文学家团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜观察大红斑的中心，以捕捉红外光中的新细节。哈勃的观测是在可见光和紫外光下进行的。

9 月 27 日发表于《地球物理学研究杂志：行星》的这项研究显示，大红斑的中心很冷，这致使氨和水在漩涡内部凝结，从而形成厚厚的云层。该研究的合著者、英国莱斯特大学行星科学教授利·弗莱彻（Leigh Fletcher）在一份声明中说，研究小组还在风暴中检测到了磷化氢气体，它或许在造就那些令大红斑如此具有标志性的神秘红色方面发挥着“作用”。

美国国家航空航天局（NASA）的科学家借助西蒙领导的外行星大气遗产（OPAL）计划，每年利用哈勃敏锐的“目光”追踪一次风暴的动态。科学家们利用这个计划观察太阳系中的外行星，并观察它们如何随时间变化。

但新的观测是通过一个专门的项目分别开展的，此项目通过观察风暴在数月内的变化，来更详尽地研究大红斑，而非每年一次的单一瞬间影像。

弗莱彻说：“对于未经专业训练的人来说，木星的条纹云和著名的红色风暴或许多年来看上去都是静止、稳定且持久不变的。但仔细观察就会发现，其变化令人难以置信，其混乱的天气模式跟地球上的一样繁杂。行星科学家多年来一直努力在这种变化里找寻模式，任何有可能让我们知晓这个复杂系统背后物理原理的因素。”

弗莱彻没有参与这项新研究。

通过该计划对我们太阳系中最大风暴的观测所获取的见解，可以帮助科学家了解围绕其他恒星运行的系外行星上的天气可能是什么样的。这种知识能够拓宽他们对于超出我们在地球上所经历的气象过程的理解。

西蒙的团队利用哈勃的高分辨率图像，仔细观察了大红斑的大小、形状和颜色变化。

“当我们仔细观察时，我们看到很多东西每天都在变化，”西蒙说。

这些变化包括当大红斑振荡到最大尺寸时其核心的变亮。

“当它加速和减速时，大红斑正在向北和向南推挤环绕它的多风急流，”研究的共同作者、加州大学伯克利分校的行星科学家迈克·王在一份声明中说。“这类似于一个三明治，当中间的馅料太多时，面包片就会被迫鼓出来。”

王表示，在海王星上，由于没有强劲的急流将黑斑固定住，黑斑能够在行星上漂移，而大红斑则被困在木星南纬处的急流之间。

一个正在缩小的斑点

天文学家从十年前 OPAL 计划启动时就留意到大红斑在缩小，并且预测它会持续缩小，直至形成一个稳定且不那么细长的形状，这或许能减少晃动。

西蒙说道：‘当下它相较于风场超出了自身的纬度带。一旦它缩小至该带内，风就会切实将其固定在原处。’

弗莱彻称，新的哈勃研究为大红斑之谜补充了更多的拼图碎片。他表示，尽管科学家们早就知晓风暴向西漂移存在一个难以解释的 90 天振荡，但是即便风暴在缩小，加速和减速的模式似乎也并未改变。

弗莱彻讲：‘经过几个月对 GRS 的观察，哈勃已经显示反气旋本身伴随着这种振荡正在改变其形状。形状的变化非常重要，因为这可能会对涡旋边缘与其他路过的风暴的相互作用产生影响。除了绚丽的哈勃图像，此项研究还展现了长期观测大气系统的作用。你需要这类监测来察觉这些模式，很显然，观察的时间越久，在杂乱的天气中看到的结构就越多。’