北京時間 9 月 14 日消息，據(jù)國外媒體報道，多年以來，木星兩極周圍存在規(guī)則幾何形狀的巨大氣旋，科學家對此感到迷惑不解，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”探測器進入木星軌道之后，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 個漩渦環(huán)繞著一個中心漩渦，而在南極存在 6 個漩渦。
研究報告作者、美國加州大學貝克利分校行星科學家李成（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)則結構?！?/p>
每個巨大氣旋風暴直徑在 4000-7000 公里之間，它們分別環(huán)繞木星南極和北極，它們在距離木星南北極 8700 公里的區(qū)域圍成一圈，保持幾乎相同的間距。自從朱諾號探測器到達木星軌道以來，這些氣旋和相應的幾何形狀至少持續(xù)了 4 年。
對于科學家而言，這些氣旋簇如何保持穩(wěn)定仍是一個謎團，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：土星每個極地各有一個氣旋。）
李成說：“之前所有的理論都預測巨型行星極地上空的主氣旋對極地區(qū)域起到主導作用，就像我們在土星上觀察到的那樣，或者仍然是一片混沌狀態(tài)。我們在木星觀測到的狀況意味著之前的理論都是錯誤的，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探測器所觀測的氣旋風暴大小和速度，研發(fā)了一個計算機模型，他們關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”飛船于 2019 年 11 月拍攝的圖片顯示，木星南極有 6 個氣旋呈六角形排列。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入木星大氣層的深度，但主要取決于每個氣旋周圍的反氣旋環(huán)——也就是說，反氣旋環(huán)旋轉方向與每個氣旋漩渦方向相反，反氣旋環(huán)較少的屏蔽，將導致氣旋合并；反氣旋環(huán)較多的屏蔽，將促進氣旋彼此分離。
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致木星氣旋處于這樣有利的位置。
目前科學家正在研究這些氣旋最初是如何形成的，一種可能是它們在木星兩極附近形成，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。第二種推測的可能性較大。
這可能是一個更難回答的問題，李成說：“因為這涉及到漩渦是如何產(chǎn)生的詳細三維模型，還有許多漩渦的參數(shù)我們不知道，例如：它們的垂直結構，但我們可以嘗試不同的情況，觀察哪些垂直結構可能會產(chǎn)生我們曾觀測到的風速剖面，這些風速剖面從垂直結構向前移動。”
科學家將該項研究報告的詳細情況發(fā)表在 9 月 7 日出版的《美國國家科學院院刊》上。
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