科學家驚曝：太陽系最大風暴竟意外移動

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哈勃太空望遠鏡對木星的大紅斑的新觀測顯示，這個有着 190 年曆史的風暴像果凍般擺動，形狀如同被擠壓的壓力球一樣發生變化。

據天文學家稱，哈勃從 12 月到 3 月用了 90 多天進行的這些意想不到的觀測表明，大紅斑並不像看起來那麼穩定。

大紅斑（GRS）是一個反氣旋，或者說是木星大氣中的一個大的風環流，圍繞着行星南部中緯度雲帶的一個高壓中心區域進行旋轉。而且這個長期存在的風暴非常大，是太陽系中最大的，地球都能裝進去。

儘管風暴通常被認爲是不穩定的，但大紅斑已經持續了近兩個世紀。但觀測到的風暴變化似乎與其運動和大小有關。

這些圖像的時間推移表明，漩渦像果凍一樣“抖動”，並且會隨着時間的推移膨脹和收縮。

研究人員在發表於《行星科學雜誌》的一項分析中描述了這一觀測結果，並於週三在愛達荷州博伊西舉行的第 56 屆美國天文學會行星科學分會年會上進行了呈現。

“雖然我們知道它的經度運動略有變化，但沒想到它的大小也會振盪。據我們所知，此前從未被發現過，”馬里蘭州格林貝爾特美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的行星科學家、主要研究作者艾米·西蒙在一份聲明中說。

“這確實是我們第一次對大紅斑獲得適當的成像節奏，”西蒙說。

天文學家觀測了這個標誌性的深紅色特徵至少 150 年，有時，觀測結果會帶來驚喜，包括最新發現，即風暴的橢圓形有時會改變大小，看起來更瘦或更胖。

最近，另一個天文學家團隊使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀察大紅斑的中心，以捕捉紅外光中的新細節。哈勃的觀測是在可見光和紫外光下進行的。

9 月 27 日發表於《地球物理學研究雜誌：行星》的這項研究顯示，大紅斑的中心很冷，這致使氨和水在漩渦內部凝結，從而形成厚厚的雲層。該研究的合著者、英國萊斯特大學行星科學教授利·弗萊徹（Leigh Fletcher）在一份聲明中說，研究小組還在風暴中檢測到了磷化氫氣體，它或許在造就那些令大紅斑如此具有標誌性的神秘紅色方面發揮着“作用”。

美國國家航空航天局（NASA）的科學家藉助西蒙領導的外行星大氣遺產（OPAL）計劃，每年利用哈勃敏銳的“目光”追蹤一次風暴的動態。科學家們利用這個計劃觀察太陽系中的外行星，並觀察它們如何隨時間變化。

但新的觀測是通過一個專門的項目分別開展的，此項目通過觀察風暴在數月內的變化，來更詳盡地研究大紅斑，而非每年一次的單一瞬間影像。

弗萊徹說：“對於未經專業訓練的人來說，木星的條紋雲和著名的紅色風暴或許多年來看上去都是靜止、穩定且持久不變的。但仔細觀察就會發現，其變化令人難以置信，其混亂的天氣模式跟地球上的一樣繁雜。行星科學家多年來一直努力在這種變化裡找尋模式，任何有可能讓我們知曉這個複雜系統背後物理原理的因素。”

弗萊徹沒有參與這項新研究。

通過該計劃對我們太陽系中最大風暴的觀測所獲取的見解，可以幫助科學家瞭解圍繞其他恆星運行的系外行星上的天氣可能是什麼樣的。這種知識能夠拓寬他們對於超出我們在地球上所經歷的氣象過程的理解。

西蒙的團隊利用哈勃的高分辨率圖像，仔細觀察了大紅斑的大小、形狀和顏色變化。

“當我們仔細觀察時，我們看到很多東西每天都在變化，”西蒙說。

這些變化包括當大紅斑振盪到最大尺寸時其核心的變亮。

“當它加速和減速時，大紅斑正在向北和向南推擠環繞它的多風急流，”研究的共同作者、加州大學伯克利分校的行星科學家邁克·王在一份聲明中說。“這類似於一個三明治，當中間的餡料太多時，麪包片就會被迫鼓出來。”

王表示，在海王星上，由於沒有強勁的急流將黑斑固定住，黑斑能夠在行星上漂移，而大紅斑則被困在木星南緯處的急流之間。

天文學家從十年前 OPAL 計劃啓動時就留意到大紅斑在縮小，並且預測它會持續縮小，直至形成一個穩定且不那麼細長的形狀，這或許能減少晃動。

西蒙說道：‘當下它相較於風場超出了自身的緯度帶。一旦它縮小至該帶內，風就會切實將其固定在原處。’

弗萊徹稱，新的哈勃研究爲大紅斑之謎補充了更多的拼圖碎片。他表示，儘管科學家們早就知曉風暴向西漂移存在一個難以解釋的 90 天振盪，但是即便風暴在縮小，加速和減速的模式似乎也並未改變。

弗萊徹講：‘經過幾個月對 GRS 的觀察，哈勃已經顯示反氣旋本身伴隨着這種振盪正在改變其形狀。形狀的變化非常重要，因爲這可能會對渦旋邊緣與其他路過的風暴的相互作用產生影響。除了絢麗的哈勃圖像，此項研究還展現了長期觀測大氣系統的作用。你需要這類監測來察覺這些模式，很顯然，觀察的時間越久，在雜亂的天氣中看到的結構就越多。’