可能有最著名的风暴在太阳系中,但这并不意味着它会得到所有的乐趣 - 海王星刚刚向科学家们展示了一个绝妙的东西。
尽管风暴涡旋在遥远的冰巨星上并不罕见,但这是第一次观察到风暴涡旋在向赤道迁移后返回极地地区。
天文学家仍然不确定它如何或为何改变航向,但弄清楚它可以告诉我们更多关于海王星大气动力学的信息。
与太阳系中的其他行星相比,海王星实际上很难看到。它距离太阳很远,平均距离是地球与太阳之间距离的 30 倍,这使得我们很难看清更多细节。因此,直到 1989 年航海者 2 号飞越海王星时,才在海王星上发现了两场风暴。
从那时起,哈勃望远镜——唯一能够做到这一点的仪器——又观测并追踪了四次这样的风暴,被称为“黑斑”,因为它们的色调比周围大气的颜色更深。
一般来说,它们的行为非常相似:它们出现在中纬度地区,在向赤道迁移的过程中停留大约两年,然后消散。然后,四到六年后,另一个人出现了。
然而,这场哈勃观测到的第四次风暴(称为 NDS-2018)却是个例外。
“看到这个东西表现得像它应该的那样,然后突然停止并向后摆动,真是令人兴奋,”行星科学家迈克尔·王说加州大学伯克利分校。 “这太令人惊讶了。”
NDS-2018,顾名思义,是2018年首次发现。到那时,它已经增长了几年,并且测量了大约11,000公里(6,800 英里)宽。
当哈勃在 2020 年 1 月再次观测它时,它的表现与预期一致,从北部中纬度地区向南向赤道迁移。
当它迁移时,科里奥利效应预计风暴在中纬度地区保持稳定的情况将会减弱,并在风暴到达赤道时逐渐消失。然后,根据模拟和之前的观察,NDS-2018 应该已经被遗忘了。
但一月份的观察结果揭示了一些奇怪的东西——一个稍小的黑色污点,就像更大风暴的缩小版。当时,NDS-2018 的直径约为 7,400 公里(4,600 英里)。小黑斑(Dark Spot Jr.),正如它的昵称,直径约为 6,275 公里(3,900 英里)。
然后,今年 8 月,当哈勃再次观察 NDS-2018(这是一台非常繁忙的望远镜,不能一直盯着海王星)时,风暴再次向北移动。小黑点不见了。
(NASA、ESA、STScI、MH Wong/加州大学伯克利分校、LA Sromovsky 和 PM Fry/威斯康星大学麦迪逊分校)
“我们对这些观察结果感到兴奋,因为这个较小的暗碎片可能是黑斑破坏过程的一部分,”黄说。
“这是一个从未被观察到的过程。我们已经看到其他一些黑点逐渐消失,它们消失了,但我们从未看到任何破坏,尽管这是在计算机模拟中预测的。”
我们不可能确切知道发生了什么,但小黑点的出现和随后的消失可能是一个线索。一方面,它位于 NDS-2018 更靠近赤道的一侧。根据模拟,如果有什么东西能够扰乱海王星风暴,它就会在那里发生。
事实上,小黑点在它出现时出现也可能是一个线索。
“当我第一次看到这个小点时,我以为较大的那个被扰乱了。我不认为另一个漩涡正在形成,因为小那个距离赤道更远。所以它在这个不稳定的区域内。但我们不能证明两者有关联,这仍然是一个完全的谜。”黄说。
“也是在一月份,黑暗漩涡停止了运动,并开始再次向北移动。也许通过脱落那个碎片,就足以阻止它向赤道移动。”
关于海王星的黑点,我们还有很多不了解的地方。与上面的风暴漩涡相比,它们的中间几乎没有云。和木星。我们可以探测到的云是边缘出现的蓬松的白云,可能是气体从较低高度升起时冻结成甲烷冰晶的结果。
在这一点上,NDS-2018 提供了另一个谜团:当风暴改变方向时,它蓬松的白色伴云消失了。
研究人员表示,这可能会揭示有关海王星风暴如何演化的更多信息。与此同时,他们还在更仔细地查看现有数据,看看是否能找到有关“小黑斑”的更多信息,以检查较小的风暴或其一部分是否可能停留更长时间。
作为外行星大气遗产计划的一部分,当哈勃下次将其闪亮的眼睛转向海王星时,科学家们将会非常有兴趣了解 NDS-2018 正在做什么。
该团队的研究成果在美国地球物理联合会2020年秋季会议。