木星大紅斑形狀變化部分原因揭示

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于2019年6月27日拍攝的木星新照片，揭示了這顆行星上標(biāo)志性的大紅斑，以及木星湍流大氣中的旋轉(zhuǎn)云層。圖片來(lái)源：NASA官網(wǎng)

木星大紅斑是太陽(yáng)系中最大的風(fēng)暴，目前其正在縮小。美國(guó)科學(xué)家開(kāi)展的一項(xiàng)新研究揭示了大紅斑形狀變化的部分原因。模擬顯示，如果沒(méi)有與瞬變渦旋之間的相互作用，木星大紅斑會(huì)在950天內(nèi)收縮。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《伊卡洛斯》（Icarus）雜志。

木星大紅斑是位于木星南半球的一個(gè)紅色橢圓形區(qū)域，它以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，并呈現(xiàn)出下沉氣流的特征，其寬度超過(guò)16000公里。據(jù)觀測(cè)，在過(guò)去100年，尤其是過(guò)去50年里，木星大紅斑一直在縮小：雖然其緯度范圍保持相對(duì)一致，但其經(jīng)度范圍已從19世紀(jì)末的40度縮小到2016年的14度。

盡管科學(xué)家已經(jīng)對(duì)木星大紅斑開(kāi)展了多項(xiàng)研究，但關(guān)于其起源、壽命、演變、未來(lái)、為何呈現(xiàn)紅色，以及為何正在縮小等基本問(wèn)題仍然懸而未決。

其他科研團(tuán)隊(duì)對(duì)長(zhǎng)壽命的地面反氣旋特征開(kāi)展的研究表明，它們可以通過(guò)與瞬變渦旋之間的相互作用來(lái)維持其大小，這表明木星大紅斑會(huì)吸收較小渦旋。

在這些研究的基礎(chǔ)上，耶魯大學(xué)和路易斯維爾大學(xué)研究人員使用顯式行星等熵坐標(biāo)（EPIC）模型，對(duì)類似木星大紅斑的渦旋進(jìn)行了一系列三維模擬。EPIC模型是道林在20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的行星大氣模型。其中一些模擬了大紅斑與不同頻率和強(qiáng)度的瞬變渦旋之間的相互作用；控制模擬則忽略了這些小風(fēng)暴。

通過(guò)比較模擬結(jié)果，研究人員得出結(jié)論認(rèn)為，這些瞬變渦流的存在可加強(qiáng)大紅斑，導(dǎo)致其變大。如果沒(méi)有與瞬變渦旋之間的相互作用，木星大紅斑會(huì)在950天內(nèi)收縮。