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來自艾克斯-馬賽大學天文學家發現的證據表明:木星紅斑厚度在其表面積減少的情況下保持相對穩定,其研究發現發表在《自然物理學》期刊上。研究人員描述了他們是如何估計厚度的,以及為什麼他們認為紅斑不會很快消失。1610年,伽利略·伽利萊首次發現了木星,隨後他也發現了三顆木星的衛星,大約200年後,塞繆爾·海因裡希·施瓦布首次發現了木星的大紅斑。

從那時起,木星大紅斑一直是專業和業餘天文學家好奇和仔細觀察的物件。近幾年,這一點變得很明顯,木星大紅斑在縮小,曾經大紅斑寬度大約是地球的三倍,而現在寬度只有地球的兩倍。正因為如此,太空科學界的一些人開始懷疑,這個大紅斑風暴是否正在減弱,是否有一天它會完全消失。在這項新研究中,研究人員試圖更好地了解木星大紅斑的厚度。

這可能會提供關於風暴強度的線索,並最終提供木星大紅斑是否可能消失的線索。早在1979年,兩個旅行者號太空探測器經過木星這顆巨大的行星,讓研究人員有機會測量這個紅點。這個新專案的研究人員想知道,從那時起,它的厚度是否發生了變化。但由於大氣不透明,直接測量光斑厚度是不可能的,這迫使他們使用間接的手段,比如建立數學模型和數值模擬,一個裝滿鹽水的有機玻璃水箱中的漩渦。

通過比較和梳理其研究成果,達成了一個共識:這個大紅斑大約有170公里厚,其研究結果與旅行者號探測器的測量結果非常吻合,這表明木星大紅斑的厚度一直保持相對穩定。研究的下一步計劃是將研究結果與美國宇航局朱諾太空探測器的資料進行比較,朱諾太空探測器每53天繞木星一次。木星動力學塑造了木星雲型,但在這一自然觀測障礙之下,人們在很大程度上仍然一無所知。因此,揭開雲層潛在三維流動是美國宇航局正在進行朱諾號任務的主要目標。

本研究使用理論和數值分析相補充的實驗室實驗來研究木星旋渦的動力學,確定了形成木星大紅斑狀形狀的一般力平衡。研究定義了木星水平和垂直長寬比隨環境旋轉、層結和緯向風速函式的標度律。特別是對於大紅斑,研究預測的水平維度與自1979年旅行者號任務以來在雲層水平的測量結果吻合。同時還預測了大紅斑的厚度,這是無法直接觀察到的。儘管觀測到了水平收縮,但它仍然出人意料地保持不變,其研究結果現在還在等待與即將到來的朱諾號觀測結果進行比較。

參考期刊《自然物理學》

DOI: 10.1038/s41567-020-0833-9

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