太阳系中最大的风暴可能没有我们想象的那么古老

木星大红斑（GRS）是太阳系的标志性特征之一。这是天文学家自 1600 年代以来观察到的一场巨大风暴。

然而，它的形成日期和寿命还有待商榷。我们是否一直看到同样的现象？

这档案处是一个巨大的反气旋（逆时针旋转）比地球大的风暴。它的风速超过400公里/小时（250英里/小时）。这是人类至少从 1800 年代开始就一直在观察的标志，可能更早。它的历史以及它是如何形成的，是一个谜。

它最早的观测可能是在1632年，当时一位德国人用他的望远镜观察木星。32年后，另一位观察者报告说看到档案处从东向西移动。然后，在 1665 年，乔瓦尼·卡西尼用望远镜检查了木星，并注意到与GRS在同一纬度存在风暴。卡西尼号和其他天文学家一直观测到1713年，他将其命名为永久斑点。

不幸的是，天文学家失去了对这个地方的跟踪。118年来，没有人看到GRS，直到天文学家S. Schwabe观察到一个清晰的结构，大致呈椭圆形，与GRS处于同一纬度。

一些人认为这次观测是当前GRS的第一次观测，风暴在同一纬度再次形成。但是，随着时间的流逝，细节就会逐渐消失。关于早期的风暴及其与当前GRS的关系也存在疑问。

新研究地球物理研究快报将历史记录与档案处的计算机模拟相结合，试图了解这种嵌合的气象现象。它的标题是”木星大红斑的起源，“ 主要作者是奥古斯丁·桑切斯-拉韦加。桑切斯-拉韦加是西班牙毕尔巴鄂巴斯克地区的物理学教授。他还是该大学行星科学小组和应用物理系的负责人。

“木星的大红斑（GRS）是所有太阳系行星中已知最大，寿命最长的漩涡，但它的寿命是有争议的，它的形成机制仍然隐藏，”作者在他们的论文中写道。

“从对尺寸和运动的测量中，我们推断出目前的GRS极不可能是G.D.卡西尼号观测到的PS。PS可能在18世纪中叶和19世纪之间的某个时候消失了，在这种情况下，我们可以说红斑的寿命现在至少超过190年，“主要作者Sánchez-Lavega说。

1879 年，GRS 长 39,000 公里，此后缩小到 14,000 公里。它也变得更加圆润。

历史记录很有价值，但我们现在有不同的工具可供使用。太空望远镜和航天器以卡西尼号和其他人无法想象的方式研究了GRS。美国宇航局的旅行者1号在1979年拍摄了GRS的第一张详细图像，当时它距离木星只有9,000,000多公里。

自旅行者号拍摄以来，伽利略号和朱诺号宇宙飞船都对GRS进行了成像。特别是朱诺号，为我们提供了关于木星和GRS的更详细的图像和数据。它从距离地表仅8000公里的地方拍摄了这颗行星的图像。朱诺号用它的Junocam拍摄了这颗行星的原始图像，美国宇航局邀请任何人处理这些图像，从而产生了GRS的巧妙图像，如下图所示。

朱诺号还测量了GRS的深度，这是以前的努力无法实现的。

最近，“朱诺号任务在木星轨道上的各种仪器表明，与它的水平尺寸相比，GRS又浅又薄，因为它的垂直长度约为500公里，”桑切斯-拉韦加解释说。

木星的大气层包含不同纬度的相反方向的风。在GRS以北，风向西吹，速度达到180公里/小时。在GRS以南，风向相反，速度为150公里/小时。这些风产生强大的风切变，促进涡旋。

在他们的超级计算机模拟中，研究人员检查了在这些情况下可能产生GRS的不同力。他们认为一场巨大的超级风暴的喷发就像发生的那种，尽管很少发生，但在土星.

他们还研究了由风切变产生的较小涡旋的现象，这些涡旋合并在一起形成GRS。它们都产生了反气旋风暴，但它们的形状和其他特性与当前的GRS不匹配。

“从这些模拟中，我们得出结论，超级风暴和合并机制虽然产生了一个单一的反气旋，但不太可能形成GRS，”研究人员在他们的论文中写道。

作者还指出，如果其中任何一个发生过，我们应该看到它们。

“我们还认为，如果发生了这些不寻常的现象之一，那么当时的天文学家必须观察和报告它或其在大气中的后果，”桑切斯 - 拉维加说。

然而，其他模拟被证明在再现GRS方面更准确。众所周知，木星的风具有不稳定性，称为南热带扰动（STrD）。当研究人员对STrD进行超级计算机模拟时，他们创造了一个与GRS非常相似的反气旋风暴。STrD捕获了该地区的不同风，并将它们困在一个细长的壳中，就像GRS一样。

“因此，我们提出，由STrD产生的长细胞产生的GRS在收缩时获得了连贯性和紧凑性，”作者写道。

模拟表明，随着时间的流逝，GRS的旋转速度会更快，因为它会缩小并变得更加连贯和紧凑，直到细长的电池更接近当前的GRS。由于这就是GRS现在的样子，研究人员决定了这个解释。

这个过程可能始于 1800 年代中期，当时 GRS 比现在大得多。由此得出的结论是，档案处只有大约150年的历史。

本文最初发表于今天的宇宙.阅读原文.

宝宝起名 起名