木星的大红斑显然也是炽热的:在这个行星上观测到的最高温度最近在这个巨大风暴上方的区域被发现。
大红斑(GRS)是一个巨大的风暴,直径约为地球的两倍,位于木星大气层的最低层。这项新研究的主要作者、波士顿大学(BU)空间物理中心的研究科学家James O'Donoghue告诉Space.com网站,在这场巨大的风暴上空约497英里(800公里)处,天文学家测量到的温度比正常温度高700华氏度(约370摄氏度)。
这项新发现可能会解开木星上层大气异常高温的谜团,杏耀登陆这不能仅仅用太阳加热来解释。
一般来说,木星的大气温度在华氏1700度(约930摄氏度)左右,除了两极以上被极光加热的区域。然而,O'Donoghue说,大红斑上方的大气温度约为2420华氏度(约1330摄氏度)。
先前的热分布模型表明,木星的大气温度应该要低得多,这主要是因为木星距离太阳的距离是地球的5倍。因此,在排除了太阳从上方加热的可能性后,这项新研究的作者发现了证据,表明这种大气加热主要是由大红斑下方大气中的重力波和湍流产生的声波共同驱动的。这项新研究发表在今天(7月27日)的《自然》杂志上。
大气重力波-不要被误认为是重力波-发生时,口袋的空气与东西,如山脉。由此产生的效果类似于将一块鹅卵石扔进湖中,水面上就会形成涟漪。
声波,另一方面,是声波,这意味着他们从压缩和折射在空气中,向上传播到大气中。在那里,它们会遇到密度较低的区域,杏耀注册 ,就像海浪拍打海岸一样。当这种情况发生时,声波释放储存的动能,导致空气中的分子和原子更多地移动,从而提高温度,O'Donoghue说。
“大红斑周围密度的变化将向各个方向发射波,”O'Donoghue补充道。“我们认为,声波是导致地球变暖的主要原因,因为重力波倾向于将能量传送到整个星球,而不是像声波一样垂直向上传播。”
GRS是一个逆时针旋转的巨大风暴,与大气中分子的自然流动发生碰撞,这些分子正朝着风暴的方向移动。这些类型的碰撞会产生产生声波和引力波的湍流,O'Donoghue说。
研究人员利用位于夏威夷莫纳克亚山的NASA红外望远镜设施(IRTF)上的SpeX仪器的数据,测量了木星大气的温度,特别是GRS周围的大气温度。
奥多诺霍说:“大红斑是太阳系中最大的风暴,它比地球本身还大,因此会产生大量的湍流,阻碍大气中的空气流动。”“这有点像你搅拌一杯咖啡,你把勺子转过来,然后走相反的方向。突然间,大量的湍流产生了声波,或者说是空气的压缩,让你可以听到。”
声波和重力波产生的热量具有局域效应,这表明在低海拔和高海拔之间存在耦合,因为能量从低层大气转移到高层大气。以前,人们认为低海拔和高海拔之间的联系几乎是不可能的,因为距离是如此之远,O'Donoghue解释说。
“这个来自木星的新结果提供了能量向上耦合的第一个证据,能量从低层大气进入高层大气,”波士顿大学天文学教授迈克尔·门迪罗(Michael Mendillo)告诉Space.com,他没有参与这项研究。“这是一个非常有趣的发现——即使在地球上,这个机制也没有得到很好的研究和理解。如果这种情况发生在木星上,那么在所有行星上都有可能发生。”
据测量,像木星这样的巨型行星的温度要比目前的温度模型预测的高数百度。这项新研究的作者之一、英国莱斯特大学的天文学副教授汤姆·斯托拉德告诉Space.com网站说,在此之前,由于缺乏已知的热源,在木星大气中观测到的极端高温很难解释。
“有时候,具有讽刺意味的是,在远离地球的行星上更容易看到这些特征,”在整个研究过程中一直为奥多诺霍提供建议的斯塔利尔说。换句话说,“在地球上,退后一步观察这些大范围的影响要困难得多,所以用木星作为其他行星上可能发生的事情的‘代理’是很有趣的,这也包括地球。”