來自艾克斯-馬賽大學(xué)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明：木星紅斑厚度在其表面積減少的情況下保持相對穩(wěn)定，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然物理學(xué)》期刊上。研究人員描述了他們是如何估計(jì)厚度的，以及為什么他們認(rèn)為紅斑不會(huì)很快消失。

1610年，伽利略·伽利萊首次發(fā)現(xiàn)了木星，隨后他也發(fā)現(xiàn)了三顆木星的衛(wèi)星，大約200年后，塞繆爾·海因里?！な┩卟际状伟l(fā)現(xiàn)了木星的大紅斑。

從那時(shí)起，木星大紅斑一直是專業(yè)和業(yè)余天文學(xué)家好奇和仔細(xì)觀察的對象。近幾年，這一點(diǎn)變得很明顯，木星大紅斑在縮小，曾經(jīng)大紅斑寬度大約是地球的三倍，而現(xiàn)在寬度只有地球的兩倍。正因?yàn)槿绱耍湛茖W(xué)界的一些人開始懷疑，這個(gè)大紅斑風(fēng)暴是否正在減弱，是否有一天它會(huì)完全消失。在這項(xiàng)新研究中，研究人員試圖更好地了解木星大紅斑的厚度。

這可能會(huì)提供關(guān)于風(fēng)暴強(qiáng)度的線索，并最終提供木星大紅斑是否可能消失的線索。早在1979年，兩個(gè)旅行者號太空探測器經(jīng)過木星這顆巨大的行星，讓研究人員有機(jī)會(huì)測量這個(gè)紅點(diǎn)。這個(gè)新項(xiàng)目的研究人員想知道，從那時(shí)起，它的厚度是否發(fā)生了變化。但由于大氣不透明，直接測量光斑厚度是不可能的，這迫使他們使用間接的手段，比如建立數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬，一個(gè)裝滿鹽水的有機(jī)玻璃水箱中的漩渦。

通過比較和梳理其研究成果，達(dá)成了一個(gè)共識(shí)：這個(gè)大紅斑大約有170公里厚，其研究結(jié)果與旅行者號探測器的測量結(jié)果非常吻合，這表明木星大紅斑的厚度一直保持相對穩(wěn)定。研究的下一步計(jì)劃是將研究結(jié)果與美國宇航局朱諾太空探測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，朱諾太空探測器每53天繞木星一次。木星動(dòng)力學(xué)塑造了木星云型，但在這一自然觀測障礙之下，人們在很大程度上仍然一無所知。因此，揭開云層潛在三維流動(dòng)是美國宇航局正在進(jìn)行朱諾號任務(wù)的主要目標(biāo)。

本研究使用理論和數(shù)值分析相補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)來研究木星旋渦的動(dòng)力學(xué)，確定了形成木星大紅斑狀形狀的一般力平衡。研究定義了木星水平和垂直長寬比隨環(huán)境旋轉(zhuǎn)、層結(jié)和緯向風(fēng)速函數(shù)的標(biāo)度律。特別是對于大紅斑，研究預(yù)測的水平維度與自1979年旅行者號任務(wù)以來在云層水平的測量結(jié)果吻合。同時(shí)還預(yù)測了大紅斑的厚度，這是無法直接觀察到的。盡管觀測到了水平收縮，但它仍然出人意料地保持不變，其研究結(jié)果現(xiàn)在還在等待與即將到來的朱諾號觀測結(jié)果進(jìn)行比較。

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參考期刊《自然物理學(xué)》

DOI: 10.1038/s41567-020-0833-9

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