作者艾米丽·维拉斯科，加州理工学院 (点击动画)在一些实验条件下，在木星上，气旋风暴相互排斥，而不是融合
学分:加州理工学院 在木星的南极潜伏着一个惊人的景象——即使对于一个覆盖着比地球大的红点的彩色条纹的气体巨行星来说
在地球的南极附近，大部分隐藏在人类窥探的视线之外，是一系列以不同寻常的几何图案排列的旋涡风暴
自从2019年首次被美国宇航局的朱诺太空探测器发现以来，这些风暴给科学家们带来了一些神秘的东西
风暴类似于地球上的飓风
然而，在我们的星球上，飓风不会像木星奇怪的风暴那样聚集在两极，以五边形或六边形的形状互相旋转
现在，在加州理工学院行星科学教授安迪·英格索尔实验室工作的一个研究小组发现了为什么木星的风暴行为如此奇怪
他们使用的数学源自英国数学物理学家和工程师开尔文勋爵近150年前写的一份证明
朱诺团队的成员英格索尔说，木星的风暴与每年夏天和秋天袭击美国东海岸的风暴非常相似，只是规模更大
“如果你走到云层下面，你可能会发现液体水滴、冰雹和雪，”他说
“风将是飓风
地球上的飓风很好地模拟了我们在木星上看到的这些排列中的单个漩涡，但这里没有什么如此惊人的美丽
" 和在地球上一样，木星的风暴倾向于在靠近赤道的地方形成，然后向两极漂移
然而，地球的飓风和台风在远离赤道之前就已经消散了
木星一直向前，直到它们到达两极
英格索尔说:“不同的是，在地球上，飓风用完了温水，它们会进入大陆。”
木星没有陆地，”所以摩擦要小得多，因为没有什么可摩擦的
云层下面有更多的气体
木星的形成过程中还会留下相当于太阳热量的热量，所以它的赤道和两极之间的温差没有地球上的大
" 然而，英格索尔说，这种解释仍然不能解释风暴到达木星南极后的行为，即使与其他气体巨行星相比，这也是不寻常的
土星也是一个气态巨行星，它的两极各有一个巨大的风暴，而不是几何排列的风暴集合
(点击动画)在一些模拟条件下，在土星上，气旋风暴相互融合而不是相互排斥 英格索尔和他的同事发现，为什么木星有这些几何结构而其他行星没有，这个谜的答案可以在过去找到，特别是在美国物理学家阿尔弗雷德·迈耶和开尔文勋爵1878年进行的工作中
梅耶尔把漂浮的圆形磁铁放在水池中，观察到它们会自发地排列成几何形状，类似于在木星上看到的形状，形状取决于磁铁的数量
开尔文利用迈耶的观察发展了一个数学模型来解释磁铁的行为
英格索尔说:“早在19世纪，人们就在思考旋转的液体是如何排列成多边形的。”
“尽管对这些流体多边形进行了大量的实验室研究，但没有人想到将其应用于行星表面
" 为了做到这一点，研究小组使用了一组被称为浅水方程的方程来建立木星上可能发生的事情的计算机模型，并开始运行模拟
“我们想探索使这些气旋稳定的参数组合，”李成说，他是第一作者，加州大学伯克利分校51岁的佩加斯·b博士后
“有既定的理论预测，由于行星的旋转，气旋往往会在极点合并，这就是我们在最初的试运行中发现的情况
" 然而，研究小组最终发现，如果风暴被一圈与旋转风暴方向相反的风或所谓的反气旋环包围，就会形成类似木星的稳定几何排列
反气旋环的存在导致风暴相互排斥，而不是融合
朱诺探测器拍摄到的木星南极聚集的风暴
学分:美国宇航局-JPL/加州理工学院 英格索尔说，这项研究可以帮助科学家更好地理解地球上天气的表现
“其他星球提供的行为范围比你在地球上看到的要广得多，”他说，“所以你研究其他星球的天气，以便对你的理论进行压力测试。”
" 这篇题为“朱诺飞船揭示的木星两极旋涡多边形模式的稳定性建模”的论文发表在9月8日的《美国国家科学院院刊》上
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