科學家們正在一起研究木星上最強大的風暴

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

木星上的雷暴可以達到65公里(40英里)高，是地球上雷暴的5倍。來自這些風暴的閃電爆發(fā)的能量是我們所見過的最大的超級閃電的三倍。就像我們熟悉的木星閃電一樣，木星上的閃電產(chǎn)生可見光和無線電波。

每隔53天，環(huán)繞木星運行的“朱諾”號宇宙飛船就會降落到木星的低處。在這些高度上，軌道天文臺觀測到木星上閃電產(chǎn)生的無線電信號——sferics和whistlers。sferic是“大氣”的縮寫，吹口哨者的名字來源于他們在無線電接收器上發(fā)出的獨特聲音。即使是在木星的白天，或者在它巨大的云頂深處，這些信號也能讓天文學家探測到閃電，即使是在看不見的時候。

隨著“朱諾”號俯沖而下，地球上的雙子天文臺和哈勃太空望遠鏡軌道上的每一個望遠鏡都把目光投向這一區(qū)域。當“朱諾”探測器深入大氣層，在微波和高能無線電波中檢測事件的時候，“雙子座”在紅外光中觀察這一區(qū)域，在可見光中觀察這一區(qū)域。

“朱諾號的微波輻射計通過探測可以穿透厚云層的高頻無線電波，探測到行星的大氣層深處。來自“哈勃”和“雙子座”的數(shù)據(jù)可以告訴我們云層有多厚，我們能看到的云層有多深。

三個觀測站的觀測結果表明，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。第二個是巨大的雷雨云柱，它是由空氣上升形成的。第三個構造是柱狀構造外的清晰區(qū)域，在那里干燥的空氣回落到大氣層深處。

朱諾觀測到的最密集的閃電來自一種名為“絲狀氣旋”的旋渦風暴。“從雙子座和哈勃拍攝的圖像顯示了氣旋的細節(jié)，揭示了它是一個扭曲的高對流云的集合，有很深的縫隙，可以瞥見遠低于水面的云，”NOIRLabreports說。

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

雙子座研究小組使用了一種他們稱為“幸運成像”的技術，為“三任務”研究做出了貢獻。這種技術類似于肖像攝影師為模特拍攝數(shù)百張照片，試圖獲得一些很棒的姿勢。位于夏威夷的雙子座北方望遠鏡被用來拍攝木星的大量照片。其中最詳細的記錄是在最佳的大氣條件下完成的。研究人員稱，這使得圖像幾乎和天基天文臺拍攝的圖像一樣清晰和詳細。

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

研究像這樣的深海云層可以幫助天文學家更多地了解木星以及我們的整個太陽系是如何形成的。天文學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)巨星周圍傳遞的。

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

隨著“先驅”號和“旅行者”號宇宙飛船的飛掠，可見光波段高分辨率木星成像的時代開始了。研究人員在《天體物理學雜志》上報告說:“這些任務首次對對流羽流等離散特征進行了觀察，并首次對緯向風進行了精確測量?！?/p>

之前的木星任務顯示了大紅斑內的黑點，隨著時間的推移，這些黑點出現(xiàn)、改變形狀并消失。天文學家試圖回答的一個問題是，這些標記是風暴內部(或頂部)的黑色特征，還是這些區(qū)域是強大風暴中的“洞”，讓我們能夠看到漩渦內部。

通過結合三個天文臺的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在有可能回答這個問題。這些黑色的標記實際上是巨大風暴系統(tǒng)中的空洞。

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

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

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

隨著“朱諾”號繞木星軌道運行，天文學家們將會了解更多關于這個巨大行星上的大氣和天氣狀況。在某些方面，聯(lián)合天文臺的作用與利用衛(wèi)星和地面數(shù)據(jù)來預測地球天氣大致相同。

“因為我們現(xiàn)在經(jīng)常從幾個不同的天文臺和波長獲得這些高分辨率的圖像，所以我們對木星的天氣了解得更多了?！边@相當于我們的氣象衛(wèi)星。我們終于可以開始研究天氣周期了?！蔽髅烧f。

使用多臺儀器，每臺儀器都有自己的功能，天文學家可以同時使用多臺儀器觀測目標。這個多信使天文學顯示事件在幾個波長的光在同一時間。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，它們會使一些觀察結果模糊不清。