木星上的磁性龙卷风正在引发地球大小的风暴

文摘   2024-11-27 11:39   广东  

哈勃太空望远镜在紫外线下看到的木星。除了大红斑和另一场风暴(在这张照片中都是深蓝色的)外,在覆盖地球南极地区的棕色(假色)阴霾中还有一个深椭圆形。(图片来源:Troy Tsubota和Michael Wong(加州大学伯克利分校)/哈勃太空望远镜)

行星科学家已经为木星发布了龙卷风警报,他们发现,从木星电离层向下扭曲到其深层大气中的磁涡旋正在产生巨大的、吸收紫外线的反气旋,每个反气旋的大小都与地球相当。

这些反气旋风暴表现为黑暗的椭圆形,在木星平流层中可见密集的气溶胶雾。然而,它们只在紫外线(UV)下可见,20世纪90年代末,哈勃太空望远镜首次在木星的北极和南极发现了它们。2000年,美国国家航空航天局的卡西尼号宇宙飞船在飞往土星的途中飞过木星北极时,证实了这一点。但没有人知道这些黑色的椭圆形是从哪里来的。

现在,由加州大学伯克利分校本科生Troy Tsubota领导的行星科学家已经发现,黑暗的椭圆形是由木星极强磁场中磁场线之间发生摩擦时产生的旋转磁龙卷风形成的。

理解黑暗、吸收紫外线的反气旋的关键是在哈勃太空望远镜拍摄的木星年度图像中发现的,这是美国宇航局戈达德太空飞行中心艾米·西蒙领导的外行星大气遗产(OPAL)项目的一部分。OPAL涉及哈勃每年对木星、土星、天王星和海王星等巨行星进行一次成像,以跟踪它们外观的变化。

“我们意识到这些OPAL图像就像一座金矿,”Tsubota在一份声明中说。

在2015年至2022年间拍摄的哈勃木星图像中,Tsubota有四分之三的时间在木星的南极发现了一个黑暗的椭圆形,但在八张图像中只有一次在北极。

与地球上一样,木星的磁场在两极会聚,与地球上相同,这种磁场线的集中将带电粒子推向极地,在那里它们与大气分子碰撞产生极光。在木星上,极光只有在紫外线下才能被探测到,这与我们在地球天空中看到的彩色显示不同。因为木星两极出现的暗椭圆等瞬态现象强烈表明,它与地球的磁场有关,就像极光一样。

Tsubota和他的导师Michael Wong与Simon、纽卡斯尔诺森布里亚大学的行星科学家Tom Stallard和加州大学圣克鲁斯分校的Xi Zhang合作,解决了暗椭圆的原因。

围绕木星的是木卫一等离子体环,它被困在木星产生的巨大磁场中,这是一个由木星喷发卫星木卫一上的大量火山喷出的圆环状带电粒子环。Stallard认为,等离子体环中的磁场线与电离层中更靠近木星的磁场线之间的摩擦——电离层是一个充满含有更多带电粒子的辐射带的外部区域——可能会定期引发磁涡流的形成,这些涡流会深入木星的平流层。这些磁性龙卷风会激起低层大气中的气溶胶,形成一片密集的漩涡,吸收紫外线的薄雾,形成一个黑暗的椭圆形。然而,目前尚不清楚龙卷风是否会从地球深处清除雾霾,或者龙卷风是否会产生雾霾。

张说:“黑暗椭圆形中的雾霾比典型浓度厚50倍。”“这表明它可能是由于漩涡动力学而形成的,而不是由高层大气中的高能粒子引发的化学反应。”

张说,事实上,观测表明,暗椭圆出现的时间和位置与这些带电粒子的爆发无关。黑暗的椭圆形似乎需要大约一个月的时间才能形成,然后在几周内消散。

考虑到黑暗椭圆出现的规律性,木星似乎位于自己的磁性龙卷风巷的中间。

END 
编丨潇歌
图丨网络

仅作交流分享,版权归原作者所有,如有侵权,请与我们联系删除


航天公益 | 前所未有 · 闻所未闻 · 不可思议的太空邮递员来啦,邀您一同书写对宇宙的深情告白


 ----- 推荐以下行业专业公众号 -----






关注我们


新空间航天

因微信平台推荐机制调整,没有标星的朋友们有时可能错过【新空间航天】的推送或是看不到部分推送文章的封面,欢迎新老朋友给【新空间航天】点个星标,以便及时收到最新推文、避免错过更多精彩图片。


需要进入航空航天圈交流群的朋友,
关注本公众号后,
在公众号对话框回复关键词:入群 

免责声明:本文及本公众号任何文章之观点,皆为交流探讨之用,不构成任何投资建议。本公众号作者也不负有更新以往文章观点之责任,一切以最新文章为准。用户根据本文及本公众号任何其他观点进行投资,须风险自担,责任自负。由此造成的一切后果,本公众号不承担任何责任。


⊙本平台综合编辑文章,转载本文请在作者处注明为新空间航天,并在文首醒目位置注明“来源:新空间航天(微信ID:newspacekf)”文末放 新空间航天 二维码,侵权必究。
部分图文源于网络,仅用于学习交流,版权归原作者所有,如有侵权请联系我们删除。
⊙投稿合作及商务合作:39813880@qq.com (欢迎您原创投稿)

 
迎航天航空圈内企业约稿、圈内人士投稿
邮箱:39813880@qq.com

新空间航天
目前主要分享航天科普知识和航天装备相关资讯文章,让中国的航天爱好者多一个了解行业事业的渠道,相关文章转载为主,如有不准确之处望见谅指正,仅供参考,旨在为中国航天事业贡献微薄之力! 商务合作/人才/娱文/媒体:39813880@qq.com
 最新文章