科學(xué)家們正在一起研究木星上最強(qiáng)大的風(fēng)暴

木星上的風(fēng)暴是太陽(yáng)系中最強(qiáng)大的暴風(fēng)之一?，F(xiàn)在，一項(xiàng)新的研究將夏威夷的雙子天文臺(tái)、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和朱諾宇宙飛船聯(lián)合起來(lái)，試圖了解這些巨大的風(fēng)暴。

木星上的雷暴可以達(dá)到65公里(40英里)高，是地球上雷暴的5倍。來(lái)自這些風(fēng)暴的閃電爆發(fā)的能量是我們所見(jiàn)過(guò)的最大的超級(jí)閃電的三倍。就像我們熟悉的木星閃電一樣，木星上的閃電產(chǎn)生可見(jiàn)光和無(wú)線電波。

每隔53天，環(huán)繞木星運(yùn)行的“朱諾”號(hào)宇宙飛船就會(huì)降落到木星的低處。在這些高度上，軌道天文臺(tái)觀測(cè)到木星上閃電產(chǎn)生的無(wú)線電信號(hào)——sferics和whistlers。sferic是“大氣”的縮寫(xiě)，吹口哨者的名字來(lái)源于他們?cè)跓o(wú)線電接收器上發(fā)出的獨(dú)特聲音。即使是在木星的白天，或者在它巨大的云頂深處，這些信號(hào)也能讓天文學(xué)家探測(cè)到閃電，即使是在看不見(jiàn)的時(shí)候。

隨著“朱諾”號(hào)俯沖而下，地球上的雙子天文臺(tái)和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡軌道上的每一個(gè)望遠(yuǎn)鏡都把目光投向這一區(qū)域。當(dāng)“朱諾”探測(cè)器深入大氣層，在微波和高能無(wú)線電波中檢測(cè)事件的時(shí)候，“雙子座”在紅外光中觀察這一區(qū)域，在可見(jiàn)光中觀察這一區(qū)域。

“朱諾號(hào)的微波輻射計(jì)通過(guò)探測(cè)可以穿透厚云層的高頻無(wú)線電波，探測(cè)到行星的大氣層深處。來(lái)自“哈勃”和“雙子座”的數(shù)據(jù)可以告訴我們?cè)茖佑卸嗪?，我們能看到的云層有多深?/p>

三個(gè)觀測(cè)站的觀測(cè)結(jié)果表明，木星上的閃電爆發(fā)是由三種云層之間的相互作用引起的。第一層是由水組成的云。第二個(gè)是巨大的雷雨云柱，它是由空氣上升形成的。第三個(gè)構(gòu)造是柱狀構(gòu)造外的清晰區(qū)域，在那里干燥的空氣回落到大氣層深處。

朱諾觀測(cè)到的最密集的閃電來(lái)自一種名為“絲狀氣旋”的旋渦風(fēng)暴?！皬碾p子座和哈勃拍攝的圖像顯示了氣旋的細(xì)節(jié)，揭示了它是一個(gè)扭曲的高對(duì)流云的集合，有很深的縫隙，可以瞥見(jiàn)遠(yuǎn)低于水面的云，”NOIRLabreports說(shuō)。

從哈勃拍攝的圖像中可以清楚地看到以厚云為特征的對(duì)流塔。雙子座望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到清晰的區(qū)域，瞥見(jiàn)了它們深處的深水云層。隨著朱諾號(hào)繞木星運(yùn)行，哈伯爾和雙子座都在更頻繁地研究這個(gè)世界，希望能揭開(kāi)太陽(yáng)系中最大行星的秘密。

雙子座研究小組使用了一種他們稱(chēng)為“幸運(yùn)成像”的技術(shù)，為“三任務(wù)”研究做出了貢獻(xiàn)。這種技術(shù)類(lèi)似于肖像攝影師為模特拍攝數(shù)百?gòu)堈掌?，試圖獲得一些很棒的姿勢(shì)。位于夏威夷的雙子座北方望遠(yuǎn)鏡被用來(lái)拍攝木星的大量照片。其中最詳細(xì)的記錄是在最佳的大氣條件下完成的。研究人員稱(chēng)，這使得圖像幾乎和天基天文臺(tái)拍攝的圖像一樣清晰和詳細(xì)。

閃電可能在折疊的絲狀區(qū)域很常見(jiàn)，在那里氣體漩渦從一個(gè)區(qū)域釋放能量到另一個(gè)區(qū)域。

研究像這樣的深海云層可以幫助天文學(xué)家更多地了解木星以及我們的整個(gè)太陽(yáng)系是如何形成的。天文學(xué)家希望了解木星大氣層中有多少水，以及熱量是如何在這顆氣態(tài)巨星周?chē)鷤鬟f的。

木星絢麗的色彩——包括大紅斑——是這顆行星如此美麗的標(biāo)志。但是，盡管經(jīng)過(guò)幾代航天器的研究，為什么它們會(huì)在那里仍然是一個(gè)謎。

隨著“先驅(qū)”號(hào)和“旅行者”號(hào)宇宙飛船的飛掠，可見(jiàn)光波段高分辨率木星成像的時(shí)代開(kāi)始了。研究人員在《天體物理學(xué)雜志》上報(bào)告說(shuō):“這些任務(wù)首次對(duì)對(duì)流羽流等離散特征進(jìn)行了觀察，并首次對(duì)緯向風(fēng)進(jìn)行了精確測(cè)量?！?/p>

之前的木星任務(wù)顯示了大紅斑內(nèi)的黑點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移，這些黑點(diǎn)出現(xiàn)、改變形狀并消失。天文學(xué)家試圖回答的一個(gè)問(wèn)題是，這些標(biāo)記是風(fēng)暴內(nèi)部(或頂部)的黑色特征，還是這些區(qū)域是強(qiáng)大風(fēng)暴中的“洞”，讓我們能夠看到漩渦內(nèi)部。

通過(guò)結(jié)合三個(gè)天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在有可能回答這個(gè)問(wèn)題。這些黑色的標(biāo)記實(shí)際上是巨大風(fēng)暴系統(tǒng)中的空洞。

在可見(jiàn)光中看起來(lái)很暗的區(qū)域在紅外圖像中卻很亮，這表明它們延伸到了風(fēng)暴中。在云層稀少的地方，木星內(nèi)部的熱量以紅外線的形式自由地逃逸到太空中。來(lái)自雙子座的數(shù)據(jù)顯示，這種輻射被云層擋住了。

“這有點(diǎn)像南瓜燈。你可以看到來(lái)自無(wú)云地區(qū)的明亮紅外光，但有云的地方，紅外光就會(huì)變暗?！?/p>

NASA的視頻顯示，根據(jù)“朱諾”號(hào)宇宙飛船的數(shù)據(jù)，模擬了一次飛向木星大紅斑的飛行。

隨著“朱諾”號(hào)繞木星軌道運(yùn)行，天文學(xué)家們將會(huì)了解更多關(guān)于這個(gè)巨大行星上的大氣和天氣狀況。在某些方面，聯(lián)合天文臺(tái)的作用與利用衛(wèi)星和地面數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)地球天氣大致相同。

“因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在經(jīng)常從幾個(gè)不同的天文臺(tái)和波長(zhǎng)獲得這些高分辨率的圖像，所以我們對(duì)木星的天氣了解得更多了?！边@相當(dāng)于我們的氣象衛(wèi)星。我們終于可以開(kāi)始研究天氣周期了?！蔽髅烧f(shuō)。

使用多臺(tái)儀器，每臺(tái)儀器都有自己的功能，天文學(xué)家可以同時(shí)使用多臺(tái)儀器觀測(cè)目標(biāo)。這個(gè)多信使天文學(xué)顯示事件在幾個(gè)波長(zhǎng)的光在同一時(shí)間。觀察電磁波譜上不同頻率的物體也可以消除障礙，比如氣體云和塵埃云，它們會(huì)使一些觀察結(jié)果模糊不清。