北京時(shí)間 9 月 14 日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，多年以來，木星兩極周圍存在規(guī)則幾何形狀的巨大氣旋，科學(xué)家對(duì)此感到迷惑不解，目前最新研究揭曉了這些巨大氣旋最初是如何形成的。
2016 年，美國宇航局 “朱諾號(hào)”探測(cè)器進(jìn)入木星軌道之后，發(fā)現(xiàn)巨大氣旋在木星兩極以幾何形狀排列，在該行星北極，8 個(gè)漩渦環(huán)繞著一個(gè)中心漩渦，而在南極存在 6 個(gè)漩渦。
研究報(bào)告作者、美國加州大學(xué)貝克利分校行星科學(xué)家李成（音譯）說：“我們吃驚地發(fā)現(xiàn)木星極地與其他行星完全不同，我們從未見過這些氣旋排列成規(guī)則結(jié)構(gòu)。”
每個(gè)巨大氣旋風(fēng)暴直徑在 4000-7000 公里之間，它們分別環(huán)繞木星南極和北極，它們?cè)诰嚯x木星南北極 8700 公里的區(qū)域圍成一圈，保持幾乎相同的間距。自從朱諾號(hào)探測(cè)器到達(dá)木星軌道以來，這些氣旋和相應(yīng)的幾何形狀至少持續(xù)了 4 年。
對(duì)于科學(xué)家而言，這些氣旋簇如何保持穩(wěn)定仍是一個(gè)謎團(tuán)，在地球上，氣旋向極地漂移，但在陸地和冷水上空逐漸消散。相比之下，木星既沒有陸地也沒有海洋，這就產(chǎn)生一個(gè)問題：為什么氣旋沒有簡單地漂移至兩極并發(fā)生合并？（例如：土星每個(gè)極地各有一個(gè)氣旋。）
李成說：“之前所有的理論都預(yù)測(cè)巨型行星極地上空的主氣旋對(duì)極地區(qū)域起到主導(dǎo)作用，就像我們?cè)谕列巧嫌^察到的那樣，或者仍然是一片混沌狀態(tài)。我們?cè)谀拘怯^測(cè)到的狀況意味著之前的理論都是錯(cuò)誤的，我們需要一些新的理論提供支持?！?/p>
為了解釋木星氣旋的形成之謎，李成和同事基于朱諾號(hào)探測(cè)器所觀測(cè)的氣旋風(fēng)暴大小和速度，研發(fā)了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，他們關(guān)注的是哪些因素可以在不合并的情況下仍保持這些幾何形狀的穩(wěn)定性。
這張由 “朱諾號(hào)”飛船于 2019 年 11 月拍攝的圖片顯示，木星南極有 6 個(gè)氣旋呈六角形排列。從比例尺上看，美國大陸的輪廓在中央氣旋的上方疊加，而最新氣旋上方疊加著美國德克薩斯州的輪廓。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這些模型的穩(wěn)定性部分取決于氣旋進(jìn)入木星大氣層的深度，但主要取決于每個(gè)氣旋周圍的反氣旋環(huán)——也就是說，反氣旋環(huán)旋轉(zhuǎn)方向與每個(gè)氣旋漩渦方向相反，反氣旋環(huán)較少的屏蔽，將導(dǎo)致氣旋合并；反氣旋環(huán)較多的屏蔽，將促進(jìn)氣旋彼此分離。
目前仍有許多氣旋簇未解之謎亟待揭曉，例如：科學(xué)家仍不清楚為什么木星漩渦恰好占據(jù)適中的反氣旋屏蔽區(qū)，現(xiàn)在我們不知道是什么因素導(dǎo)致木星氣旋處于這樣有利的位置。
目前科學(xué)家正在研究這些氣旋最初是如何形成的，一種可能是它們?cè)谀拘莾蓸O附近形成，也就是它們現(xiàn)在所處的位置；另一種是氣旋在其他區(qū)域形成，然后遷移至兩極區(qū)域。第二種推測(cè)的可能性較大。
這可能是一個(gè)更難回答的問題，李成說：“因?yàn)檫@涉及到漩渦是如何產(chǎn)生的詳細(xì)三維模型，還有許多漩渦的參數(shù)我們不知道，例如：它們的垂直結(jié)構(gòu)，但我們可以嘗試不同的情況，觀察哪些垂直結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生我們?cè)^測(cè)到的風(fēng)速剖面，這些風(fēng)速剖面從垂直結(jié)構(gòu)向前移動(dòng)?！?/p>
科學(xué)家將該項(xiàng)研究報(bào)告的詳細(xì)情況發(fā)表在 9 月 7 日出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上。
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