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太阳系中形形色色的风暴

时间:2018-01-24 00:24:18  作者:见文末标注  来源:火流星

太阳系中形形色色的风暴,恶劣的天气会在地球上造成破坏,但它们和太阳系中的其他风暴比起来却犹如清风拂面。

木星的大型风暴


[图片说明]:1979年“旅行者”1号拍摄的木星大红斑。版权:NASA

恶劣的天气会在地球上造成破坏,但它们和太阳系中的其他风暴比起来却犹如清风拂面。

木星的大型风暴


[图片说明]:1979年“旅行者”1号拍摄的木星大红斑。版权:NASA。

谈到风暴,巨行星们自成一派。而拥有太阳系中最大大气的木星,自然是其中的王者。这颗主要由氢气组成的行星直径143,000千米,时刻处于混乱之中。木星的大气极具活动性并且会分层成暗带和亮区,在不同的区域中风会以相反的方向吹动。此外木星还以其大气中的斑、涡旋和涡流而著称。

直径超过2,000千米的涡旋中有90%是反气旋——高气压区。它们被限制在一定的范围之内并呈现为白色的椭圆形斑,其中的风速可以达每小时360千米。木星的大红斑是这些反气旋中最著名的,同时也是太阳系中寿命最长的风暴。它的直径比三个地球还大,平均风速超过了每小时400千米。第一个记录下大红斑的地球人是海因里希·施瓦贝,时间是1831年。不过大红斑真正形成的时间应该在此之前。随着时间的推移,它极有可能吞并了许多较小的风暴。虽然名字叫大红斑,但它的颜色却会经常变化,从棕色到橙红色不等。

天王星的黑色风暴
[图片说明]:哈勃空间望远镜拍摄到的天王星黑斑。版权:NASA/ESA/L. Sromovsky & P. Fry (University of Wisconsin)/H. Hammel (Space Science Institute)/K. Rages (SETI Institute)。

在天王星看似没有特征的表面之下却隐藏着一些不为人知的秘密。这颗由氢、氦、甲烷和氨构成的巨行星具有一个长2,700千米、宽1,300千米的黑色涡旋。它在天王星春分时出现,当时太阳正直射它的赤道。从2006年起,哈勃空间望远镜就发现了它以及其他的风暴。天王星上的风速从赤道上的每小时400千米到南、北纬60°处每小时720千米不等。

海王星的大黑斑

[图片说明]:海王星上的大黑斑保持着太阳系中最快风速的纪录。版权:NASA。

海王星最突出的特征是大黑斑,这个超音速反气旋约13,000千米长、6,600千米宽。1989年“旅行者”2号探测器第一次发现了它,此外还发现了一个较小的黑斑,被称为“巫师之眼”。大黑斑可以自豪地标榜它拥有着太阳系中最快的风速,它每小时2,400千米的速度是地球上音速的2倍。不过,大黑斑仅仅存在了几年,到1994年便消失了。但随后在海王星的北半球又出现了另一个风暴。



土星的六边形风暴

[图片说明]:卡西尼土星探测器拍摄到的土星北极六边形风暴。版权:NASA/JPL/University of Arizona。

土星的静谧外表会让人对它的威力产生错觉。它具有太阳系中最猛烈的狂风之一,最高可达时速1,800千米。

从2004年起,卡西尼土星探测器便对位于土星上“风暴巷”地区中的闪电和雷暴进行了观测。2010年3月,天文学在这一区域中观测到了白色的氨冰暴风雪,而且在风暴中还发现了磷化氢——一种来自于土星大气更深层的有毒气体。这说明下方200千米处的物质被翻腾了上来。

此外,土星大气还拥有着太阳系中任何一颗行星都不具有的奇异特征:在土星的北极有一个六边形的涡旋。这个涡旋至少已经存在了几十年,其实际的年龄可能远不止于此。它直径25,000千米,可以容下4个地球。热成像显示,它向下延伸出了100千米。与之形成鲜明对比的是土星的南极,那里有一个不显眼且比周围环境温度更高的涡旋。这是太阳系中同类型风暴中已知唯一的一个。为什么会存在这样的差异,是什么使得北极的涡旋具有六边形?这些仍然是未解的谜题。不过2010年科学家在一个转动的水箱中也制造出了一个六边形的涡旋。
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