為什么其他行星沒有呈現(xiàn)出類似的彩色條紋？“實(shí)際上，其他的氣態(tài)行星，如土星、天王星、海王星，大氣動(dòng)力學(xué)狀態(tài)與木星無本質(zhì)差別，也普遍存在強(qiáng)烈的環(huán)流和相應(yīng)的條紋結(jié)構(gòu)，只是沒有顯現(xiàn)出不同的顏色。”孔大力進(jìn)一步解釋，其他氣態(tài)行星與太陽的距離較木星遠(yuǎn)，整體大氣溫度比木星低，氨分子總是以冰晶的形式存在，無明顯的狀態(tài)變化，因此反照率趨于一致，人們也就無法觀測(cè)到條紋相間的帶狀結(jié)構(gòu)。

　　作答：這些條紋可不“膚淺”

　　既然條紋結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)是木星的大氣環(huán)流，那么大氣環(huán)流又是如何形成的？

　　天文學(xué)界目前主要有兩種理論解釋其成因。一種理論認(rèn)為木星與地球上大氣環(huán)流的形成原因類似，認(rèn)為氣態(tài)行星的大氣環(huán)流完全是由薄層大氣中不同緯度上溫度的差異驅(qū)動(dòng)的。該理論認(rèn)為條紋結(jié)構(gòu)僅僅存在于木星大氣外層，就像在勻色木球表面畫上去的彩帶。

　　“然而，作為氣態(tài)行星，木星并不像地球擁有大氣層和地面的清晰分界線，因此大氣的運(yùn)動(dòng)或許與地球并不類似。”孔大力表示，部分天文學(xué)家從這個(gè)角度出發(fā)，認(rèn)為大氣環(huán)流并非淺表現(xiàn)象，而是受深部對(duì)流控制，提出深度云層風(fēng)模型。這就需要從木星的物理結(jié)構(gòu)說起。經(jīng)過多年觀測(cè)，天文學(xué)界普遍認(rèn)為，木星球體中心處為高密度巖石內(nèi)核，外部包裹著厚厚的金屬氫，再向外延伸便是主要成分為氫的大氣。木星從里到外是連續(xù)的整體，大氣運(yùn)動(dòng)也不可能獨(dú)立于內(nèi)部而單獨(dú)存在。由于這位“大塊頭”質(zhì)量巨大，其體積在重力作用下不斷收縮，勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢?dǎo)致木星內(nèi)部釋放出顯著的熱量，從而驅(qū)動(dòng)和維持大氣環(huán)流。因此，深度云層風(fēng)模型認(rèn)為木星的大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)一直延伸到大氣內(nèi)部，并在大氣表層呈現(xiàn)出不同急流帶的輪廓。

　　上述兩種理論基于不同的出發(fā)點(diǎn)，各有其科研數(shù)據(jù)支撐。從20世紀(jì)70年代提出至今，二者已然博弈了40余年。2017年，NASA發(fā)射的“朱諾”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入環(huán)繞木星的軌道。學(xué)界十分希望通過“朱諾”號(hào)的引力場(chǎng)數(shù)據(jù)分析出木星環(huán)流的真正成因。2018年，以色列科學(xué)家約海·卡斯皮及其科研團(tuán)隊(duì)在“朱諾”號(hào)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，認(rèn)為木星大氣的條紋環(huán)流是內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)模式在外表的延續(xù)和體現(xiàn)。這項(xiàng)支持深度云層風(fēng)模型的研究成果發(fā)表在《自然》期刊上。

　　一直困擾天文學(xué)家的木星大氣環(huán)流成因問題就這樣一錘定音了嗎？

 2/3   首頁 上一頁 1 2 3 下一頁 尾頁