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首次在木星上测量到终极人鱼岛强大的平流层风

天文学与空间 2021-10-23 00:01:46

通过股票期权制 艺术家对木星南极附近平流层风的印象,蓝色线条代表风速

这些线条叠加在一幅真实的木星图像上,这张图像是由美国宇航局朱诺飞船上的朱诺摄像头拍摄的

木星著名的云带位于低层大气中,那里的风先前已经被测量过

但是在平流层中,追踪这个大气层正上方的风要困难得多,因为那里没有云

通过分析20世纪90年代彗星碰撞的后果,并使用欧洲南方天文台作为合作伙伴的阿尔玛望远镜,研究人员已经能够揭示木星两极附近惊人的平流层风,风速高达每小时1450公里

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Calç ada & amp。美国宇航局/JPL-加州理工学院/SwRI/MSSS 欧洲南方天文台是阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的合作伙伴,一组天文学家首次直接测量了木星中层大气中的风

通过分析20世纪90年代彗星碰撞的后果,研究人员揭示了木星两极附近惊人的强风,风速高达每小时1450公里

他们可以代表研究小组所描述的“我们太阳系中独一无二的气象兽”

" 木星以其独特的红白带而闻名,这是一种旋转的运动气体云,天文学家传统上用它来跟踪木星低层大气中的风

天文学家还在木星的两极附近看到了被称为极光的生动的发光,这似乎与行星高层大气中的强风有关

但是到目前为止,研究人员一直无法直接测量平流层中这两个大气层之间的风型

使用云跟踪技术测量木星平流层的风速是不可能的,因为这部分大气中没有云

然而,天文学家们得到了另一种测量辅助工具,那就是苏梅克-利维9号彗星,它在1994年以惊人的方式与气态巨行星相撞

这种撞击在木星的同温层产生了新的分子,从那以后它们一直随风移动

由法国波尔多天体物理学实验室的蒂博特·卡瓦雷领导的一个天文学家小组,现在已经追踪到了其中的一种分子——氰化氢——来直接测量木星上的平流层喷流

科学家用“喷射”这个词来指代大气中的窄波段风,比如地球的喷射流

“最壮观的结果是出现了速度高达每秒400米的强喷流,它们位于极光下方,靠近两极,”卡瓦雷说

这些风速相当于每小时1450公里,是木星大红斑达到的最大风暴速度的两倍多,是地球上最强龙卷风测量风速的三倍多

“我们的检测表明,这些喷流可能表现得像一个巨大的漩涡,直径是地球的四倍,高度约900公里,”合著者比拉尔·本马希解释说,他也是波尔多天体物理学实验室的成员

“这样大小的漩涡将是我们太阳系中独一无二的气象怪兽,”卡瓦雷补充道

天文学家们注意到木星两极附近有强风,但是在大气层中更高的地方,在新研究的焦点区域上方数百公里处,这项研究今天发表在《天文学和天体物理学》杂志上

先前的研究预测,这些高层大气风的速度会降低,并在到达同温层之前消失

“新的阿尔玛数据告诉我们恰恰相反,”卡瓦雷说,并补充说在木星两极附近发现这些强平流层风是一个“真正的惊喜”

" 该小组使用了位于智利北部阿塔卡马沙漠的ALMA 66个高精度天线中的42个,来分析自舒梅克-利维9号撞击以来一直在木星平流层中移动的氰化氢分子

ALMA的数据使他们能够测量多普勒频移——分子发射的辐射频率的微小变化——这是由地球这个区域的风引起的

“通过测量这种变化,我们能够推断出风速,就像我们可以通过火车速度的变化推断出过往火车的速度一样,”该研究的合著者、美国西南研究所的行星科学家文森特·休解释道

除了令人惊讶的极地风,研究小组还首次使用ALMA通过直接测量它们的速度来证实地球赤道附近存在强平流层风

在地球这一部分发现的喷气式飞机平均时速约为600公里

跟踪木星两极和赤道平流层风所需的阿尔玛观测用了不到30分钟的望远镜时间

“我们在这么短的时间内获得的高水平的细节确实证明了阿尔玛观测的力量,”美国西南研究所的科学家、该研究的合著者托马斯·格雷豪斯说

“看到对这些风的第一次直接测量,我感到震惊

" “这些阿尔玛的结果为木星极光区的研究打开了一个新的窗口,这在几个月前真的是意想不到的,”卡瓦雷说

“他们还为JUICE任务及其亚毫米波仪器进行类似但更广泛的测量奠定了基础,”巨宅补充道,指的是欧洲航天局的木星冰冷卫星探测器,预计将于明年发射到太空

这项研究发表在今天出版的《天文学和天体物理学》的论文《木星平流层中极光和赤道喷流的首次直接测量》中

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