冰冷的心與零散的雲:我們從未見過的木星大紅斑
詹姆斯韋伯太空望遠鏡和哈伯望遠鏡對這場巨大的風暴進行了詳細研究。
這是一場比我們自己的星球還要大的風暴。它圍繞著木星運行了至少幾個世紀,自從我們看到它以來,我們就一直在研究它。伽利略號和朱諾號等任務以及世界各地和太空中的天文台都輪流觀察它。現在,JWST 和哈伯開展了一項令人興奮的活動,尋找重要的新見解。
是一種紅外線儀器,因此它可以用來觀察雲層中的溫度和某些化學物質。這些觀測結果與哈伯望遠鏡的觀測結果相匹配,哈伯望遠鏡能夠測量巨大渦旋內更深的雲層。
研究團隊發現,在較深層,風速達到每秒150公尺(每小時330英里),但在較高區域,風速顯著下降。 JWST 在對流層上層測量到的最大速度為每秒 50-70 公尺(每小時 110-160 英里)。觀測結果揭示了渦旋的 3D 結構及其令人驚訝的斑塊狀。
最重要的是,3D 溫度結構告訴我們這個著名漩渦的動力學。我們可以看到中心很冷,隨著我們在大氣層中飛得越來越高,隨著風暴邊緣的風變得越來越慢,訊號消失了?當我們到達平流層下部時,風暴減弱。涼爽的溫度還有其他重要的後果:它使氨和水等蒸氣在漩渦中凝結,形成厚厚的雲層。我們也看到了令人驚訝的暖空氣塊,位於平流層主渦旋的高處,這顯示這個對流層渦旋正在影響高空空氣的運動,?主要作者、萊斯特大學的傑克‧哈克特 (Jake Harkett) 在報告中表示陳述。
不同時間和不同波長對大紅斑的觀測。
圖片來源:NASA/ESA/STScI; JWST 觀察:Harkett & Fletcher(萊斯特大學);哈伯觀測:Wong & Simon;八月 圖片:I. Miyazaki
“這是我們第一次在這些波長下看到大紅斑內部的斑塊,表明雲層厚度存在差異?”您可以在 GRS 中心(第二行)看到一個內部較暗的環,?哈克特解釋。
該團隊能夠測量風暴不同區域的光譜,並檢測到許多不同的化學物質。他們檢測到氨、磷化氫和水-形成對流層;在平流層中發現了甲烷和多種碳氫化合物。
透過對這些光譜進行建模,我們可以看到氣溶膠和磷化氫氣體都在渦旋內富集,氣溶膠高達高空。也許磷化氫在產生那些神秘的紅色方面發揮了作用,或者旋渦中的空氣是如此平靜和穩定,以至於它只是停留了很長一段時間,免受所有這些氣溶膠的紫外線破壞,? MIRI 木星觀測的首席研究員 Leigh Fletcher 教授補充道。
“我們看不到的是,在這些最頂層的雲層下面,更深處正在發生什麼?”這只有朱諾號任務或公分範圍內的地面觀測才能真正做到。 JWST 看到的只是冰山一角。
非常明亮,這實際上讓 JWST 很難不被它的光芒所淹沒。它還可以移動和旋轉,而且速度非常快,符合該望遠鏡的標準,因為 JWST 通常會觀察數十億光年以外的物體。然而,該團隊能夠解決這些挑戰。
該研究發表在期刊上JGR行星。