天文学家对黑风暴在海王星上的180度大转弯感到困惑,这是新的黑点的出现


这个视频是这个遥远星球的全球地图海王星创建的,哈勃太空望远镜数据采集于2020年1月7日至8日。

影片揭示了海王星的动态天气:甲烷冰晶形成的白云在海王星周围旋转,两个巨大的黑点在北半球搅动。更大的点是一个巨大的风暴,它位于地球的顶部;小一点的位置位于大一点的位置的右下方。这颗行星每16小时自转一圈。

在南极周围,带状区域集中在风从西向东吹的地方,与地球自转的方向一致。在靠近赤道的地方,包括黑暗漩涡所在的地方,风从东向西吹,与地球自转的方向相反。

这个巨大的漩涡有4600英里宽,比大西洋还宽。稍微小一点的“伴星”直径为3900英里。较小的特征可能是后来消失的巨大风暴的副产品。

信贷:美国国家航空航天局、欧空局、黄惠康(加州大学伯克利分校)、L.A. Sromovsky和P.M.Fry(威斯康星大学麦迪逊分校)和J. DePasquale (STScI)

海王星上的黑暗风暴改变了方向,可能会脱落碎片

1989年,美国国家航空航天局(NASA)的旅行者2号(Voyager 2)宇宙飞船在经历了近30亿英里的长途跋涉后飞越海王星时,天文学家们希望能近距离观察这颗看起来像弹珠一样毫无特征的蓝绿色行星。相反,他们感到震惊和好奇,因为他们看到了一个充满旋转风暴的动态和动荡的世界,包括一个被称为大黑点的巨大特征,在海王星遥远的南半球隐约可见。

漩涡让人想起木星这是一场已经肆虐了数百年的巨大风暴。这个巨大的黑点酝酿了同样长的时间吗?或者,这是一场稍纵即逝的风暴?

科学家们不得不等到1994年,哈勃太空望远镜和它清晰的视野凝视着遥远的海王星。那个神秘的地方消失了!1995年,哈勃望远镜在海王星的北半球发现了另一场黑暗风暴,这种行星躲猫猫的游戏继续进行。在过去的30年里,哈勃望远镜一直在继续观察这颗行星,观察到更多的黑点来来去去。

只有哈勃望远镜可以研究这些斑点,因为它有敏锐的视力,可以在可见光下观察它们。哈勃望远镜已经证明,这些风暴在消失或消失之前会持续数年。

研究人员认为,目前在北半球的巨大风暴正在走向毁灭,它神秘地停止了南部的旅程,开始向北漂移。与此同时,一个新的,稍小的黑色特征出现在它的大表亲附近,随后消失了。这些令人惊讶的事件为这个充满活力的世界增添了神秘感。

天文学家使用美国宇航局的哈勃太空望远镜观察到海王星上一个神秘的黑色漩涡突然避开了这颗巨大的蓝色星球上可能死亡的地方。

这个比大西洋还宽的风暴诞生于火星的北半球,于2018年被哈勃发现。一年后的观测显示,它开始向南飘向赤道,这样的风暴预计将在那里消失。令观测者惊讶的是,哈勃望远镜发现漩涡在2020年8月改变了方向,并折回北方。尽管哈勃望远镜在过去的30年里已经追踪到类似的黑点,但这种不可预测的大气行为是新发现的。

同样令人费解的是,这场风暴并不孤单。哈勃在今年1月发现了另一个较小的黑点,它暂时出现在它的大黑点附近。在随后的观察中,它可能是巨大漩涡的一部分,它破裂了,飘走了,然后消失了。

加州大学伯克利分校(University of California at Berkeley)的迈克尔·h·黄(Michael H. Wong)说,“我们对这些观测结果感到兴奋,因为这个较小的黑色碎片可能是黑点破坏过程的一部分。”“这是一个从未被观察到的过程。我们看到其他一些黑点逐渐消失,它们消失了,但我们从未见过任何破坏,即使这是计算机模拟预测的。”

海王星黑点

这张哈勃太空望远镜拍摄的动态蓝绿色行星海王星的快照显示了一个巨大的黑暗风暴(上中)和附近出现的一个较小的黑点(右上)。这个比大西洋还宽的巨大漩涡,在赤道的大气力量的作用下,正往南驶向注定的厄运,这时它突然调头,开始向北漂移。资料来源:NASA, ESA, STScI, M.H. Wong(加州大学伯克利分校),L.A. Sromovsky和P.M.威斯康辛大学麦迪逊分校

这个直径4600英里的大风暴是哈勃自1993年以来在海王星上观测到的第四颗黑点。1989年,旅行者2号宇宙飞船在飞越这颗遥远的行星时发现了另外两个黑风暴,但它们在哈勃望远镜观测到之前就消失了。从那时起,只有哈勃望远镜拥有在可见光下的清晰度和灵敏度来追踪这些难以捉摸的特征,这些特征在大约两年的时间里依次出现然后消失。哈勃望远镜在2018年9月发现了这次最新的风暴。

坏天气

海王星的黑暗漩涡是高压系统,可以在中纬度地区形成,然后可能迁移到赤道。由于科里奥利力的作用,它们开始时保持稳定,而科里奥利力会导致北半球风暴顺时针旋转,这是由于地球的自转。(这些风暴不同于地球上的飓风,后者是逆时针旋转的,因为它们是低压系统。)然而,当风暴向赤道漂移时,科里奥利效应减弱,风暴解体。在由几个不同的研究小组进行的计算机模拟中,这些风暴大致沿直线走向赤道,直到没有科里奥利效应将它们聚集在一起。与模拟不同的是,最新的巨大风暴并没有迁移到赤道的“致死区”。

黄西说:“看到它表现得像它应该表现的那样,然后突然就停了下来,荡了回来,真是令人兴奋。”“这是令人惊讶的。”

小黑点。

哈勃望远镜的观测还显示,在一个新点出现的同时,“黑漩涡”令人费解的路径逆转也发生了。这个新点被非正式地称为“小黑点”。最新发现的地点略小于它的“兄弟”,直径约为3900英里。它靠近主黑点面向赤道的一侧——一些模拟显示,在这个位置会发生破坏。

海王星黑点罗盘

哈勃图像中较小的黑点可能是大漩涡接近赤道时爆发的巨大风暴的一部分。哈勃望远镜于2018年9月在海王星的北半球发现了这个巨大的风暴。这个巨大的地貌大约有4600英里宽。这个小点的宽度估计为3900英里。资料来源:NASA, ESA, STScI, M.H. Wong(加州大学伯克利分校),L.A. Sromovsky和P.M.威斯康辛大学麦迪逊分校

然而,这个小点出现的时机不同寻常。“当我第一次看到这个小点时,我以为这个大点被打乱了,”王说。“我不认为另一个漩涡正在形成,因为小漩涡离赤道更远。所以它在这个不稳定区域内。但我们不能证明这两者有关联。这仍然是一个完全的谜。

“也是在1月份,黑涡旋停止了运动,再次开始向北移动,”王补充说。“也许通过剥离碎片,就足以阻止它向赤道移动。”

研究人员正在继续分析更多的数据,以确定小黑点的残余是否会持续到2020年的剩余时间。

黑暗风暴仍然令人困惑

这些风暴是如何形成的仍然是个谜,但最新的巨大黑暗漩涡是迄今为止研究得最好的。风暴的黑色外观可能是由于上升的乌云层,它可以告诉天文学家风暴的垂直结构。

该黑点的另一个不同寻常的特征是其周围没有明亮的伴生云,这在2018年发现该漩涡时拍摄的哈勃图像中存在。显然,当漩涡停止向南移动时,云层消失了。当流动的空气受到干扰并被转移到漩涡上方时,明亮的云层就形成了,导致气体可能冻结成甲烷冰晶。研究人员说,云层的缺乏可能揭示黑点是如何演变的信息。

观测外行星的天气

黑点的哈勃望远镜拍摄的图像作为外行星大气层的遗产的一部分(蛋白石)计划,长期哈勃项目,由美国宇航局戈达德太空飞行中心的艾米·西蒙绿地,马里兰州,每年捕获的全球地图时我们的太阳系外行星离地球轨道。

欧珀尔的主要目标是研究长期的季节性变化,以及捕捉相对短暂的事件,如海王星或潜在的黑点的出现天王星。这些暗风暴可能转瞬即逝,在过去哈勃对海王星观测的多年间隙中,其中一些可能出现过,然后又消失了。猫眼石项目确保天文学家不会错过另一个。

1评论关于“天文学家被海王星上的黑风暴的180度大转弯所迷惑,新黑点的出现”

  1. 埃里克·m·琼斯|2020年12月18日上午10:43|回复

    这种“巨大风暴”的假设一直是不成立的。据推测,木星上的GRS是由一个或多个火山的对流羽流引起的。

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