木星大紅斑存在多久?新模擬:成形於 1800 年代

作者 | 發布日期 2024 年 06 月 19 日 12:53 | 分類 天文 , 自然科學 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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太陽系著名大氣特徵──木星大紅斑,是尺寸比地球還大的反氣旋風暴,但形成時間與壽命仍有爭議。新研究顯示,我們看到的大紅斑應該形成於 1800 年代初,而不是最早 1600 年代觀測到的類似風暴。

木星大紅斑(Great Red Spot,GRS)是太陽系所有行星已知最大、壽命最長的漩渦,風速超過時速 400 公里,但形成機制尚未釐清,確切壽命也有爭議,只因它曾消失逾一世紀。

1665 年,義大利天文學家喬瓦尼·卡西尼觀測到木星「永久斑點」(Permanent Spot,PS),且 1665~1713 年其他天文學家也能觀察到這斑點。然而斑點消失於望遠鏡視野長達 118 年,直到 1830 年,天文學家 S. Schwabe 再度觀察到大致呈橢圓形的清晰結構,與原本大紅斑緯度也差不多。

問題來了,從 1830 年發現至今的木星大紅斑,是之前消失的大紅斑?還是新形成的大紅斑?

西班牙巴斯克大學行星科學家 Sánchez-Lavega 團隊結合歷史紀錄與電腦模擬,從 1600 年代中期望遠鏡發明後收集資料開始,分析 PS 與 GRS 大小、結構、運動,根據模擬結果,團隊推斷目前木星大紅斑 GRS 不太可能是卡西尼觀測到的 PS。

木星大氣層各緯度風向不同,大紅斑以北吹西風,風速達時速 180 公里,大紅斑以南風向相反為東風,風速 150 公里,產生巨大南北風速切變從而形成漩渦,根據模擬,超級風暴與多個小漩渦合併機制雖然能產生反氣旋,但不太可能形成 GRS。

相反地,木星風不穩定,稱為南熱帶擾動(South Tropical Disturbance,STrD),研究員模擬 STrD,成功創造出與大紅斑非常相似的反氣旋風暴,代表大紅斑更可能由 STrD 催生。

隨著時間推移,大紅斑逐漸收縮並旋轉更快,結構更緊湊,可能始於 1800 年代中期,換句話說,現在木星大紅斑可能僅 150 歲。未來研究將致力重現大紅斑隨時間推移縮小,同時預測大紅斑縮至極限後是否解體消失。

新論文發表於《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)。

(首圖來源:pixabay

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