发布单位： 台北市立天文科学教育馆
根据地面和太空望远镜收集的大量观测数据 ，木星对流层上层的温度呈现出规律的波动 ，似乎与季节变化无关 。这一令人惊讶和有趣的发现可能有助于了解这颗气态巨行星的奇怪天气 。
图说： 欧洲南方天文台甚大望远镜的木星红外图像 ，较亮的区域较温暖且云层较薄 ，较暗的区域则相反 。图片来源： ESO / L.N. Fletcher
英国莱斯特大学的行星科学家 Leigh Fletcher 表示： 我们现在已经解决了难题的一部分 ，即木星大气显示出这些自然循环 。要了解是什么驱动了这些循环以及它们为什么会有这样的时间周期 ，我们需要探索云层的上层和下层 。
毫无疑问 ，太阳系中最大的行星木星与我们居住的地球截然不同 。它被狂风吹拂 ，笼罩在厚厚的云层中 ，有着比地球还大的风暴 。
木星最明显的特征为深浅交替平行于赤道的云带 ，浅色称区 ，深色称为带 ，其喷流气流以相反的方向快速运动 。从红外图像中得知 ，较暗的带较暖 ，部分是因为云层较薄 ，允许更多的热量从行星内部逸出 。
木星的另一件有趣的事情是它的自转轴没有太大的倾角 。木星的自转轴相对于公转轨道面仅倾斜 3 度 。在地球以及火星和土星等其他行星上 ，自转轴的倾斜 （地球为 23.4 度） 使两极朝向或远离太阳 ，导致明显的季节性温度变化 。因此科学家们从未预料到木星会有明显的温度变化周期 。
来自航海家号和卡西尼号上仪器的数据 ，以及来自甚大望远镜 、Subaru 望远镜和 NASA 红外望远镜设施的数据 ，为由 NASA 喷气推进实验室的行星科学家 Glenn Orton 领导的团队提供了数十年的热数据 。
令他们惊讶的是 ，他们发现木星温度波动的周期为 4 年 、7 年至 9 年 ，以及 10 年至 14 年 ，涉及不同的纬度 。他们发现 ，这些似乎与季节性温度变化无关 。
然而 ，存在一些内部一致性： 随着北半球特定纬度的温度升高 ，南半球相应纬度的温度会下降 ，特别是在纬度 16 、22 和 30 度 。就好像木星是它自己的镜子 ，被赤道一分为二 ，保持着热平衡 。
Orton 表示： 这是最令人惊讶的 ，我们发现了距离非常遥远的纬度之间温度变化的关系 。这类似于我们在地球上看到一个地区的天气和气候模式会对其他地方的天气产生显著影响 。
目前尚不清楚是什么驱动或连结这些温度波动 ，但是可以在木星大气更高处找到线索 ，即位于对流层上方的平流层 。在木星赤道 ，对流层的温度变化与平流层的变化相反 。这表明在高海拔地区发生的任何事情都会影响下方发生的事情 ，反之亦然 。
不管如何 ，这项研究是一个非常重要的拼图 ，有朝一日 ，它可能会帮助科学家们准确地理解和预测木星的天气 。
Fletcher 表示： 如果我们能够将木星大气中的因果连结起来 ，测量这些温度变化和周期将是朝着全面地获得木星天气预报的里程碑 。而更大的问题是 ，我们是否在未来可以将其扩展到其他巨行星 ，看看是否会出现类似的模式 。
该研究已发表在 《Nature Astronomy》 上 。 （编译/台北天文馆施欣岚）
资料来源： Science Alert