发布单位:台北市立天文科学教育馆
英国里兹大学(University of Leeds)的学者相信,他们可能找到了木星著名条纹背后长期存在的谜团解答。木星的外观以色带和着名的大红斑为特征,这些色带经常会发生移动和变化,然而至今还无法解释其成因。
图说:地面红外望远镜拍摄的木星5微米(10-6公尺)波段辐射影像。从2001年5月到2011年12月,可以看到北赤道带(蓝色虚线之间)辐射亮度的显著变化。图片来源:Arrate Antuñano/NASA/IRTF/NSFCam/SpeX
现在,美国NASA的朱诺号任务提供了关于木星磁场的新发现。来自该大学数学学院的Kumiko Hori博士和Chris Jones教授相信他们可能找到了答案。Jones教授提到,用望远镜观察木星,会看到沿纬度线环绕赤道分布的暗带和亮带的带状云条纹,若放大来看,可以看到云层在非常强烈的东风和西风推动下快速移动。在赤道附近,风向东吹,但当向北或向南改变纬度时,风就向西吹。然后若再移动一些,又会向东吹。这种东西风交替的模式与地球上的天气截然不同。每隔四五年,云带的颜色又会改变,成因为何一直是个谜。
科学家已经知道,木星不断变化的外观与这颗气态巨行星表面以下50公里处的红外光变化有关,而本研究表明,这些变化可能是由行星内部深处的磁场变化所引起。利用朱诺号探测器收集的数据,能够监测和计算木星磁场的变化。朱诺号探测器自2016年以来一直绕木星运行。Jones教授补充说,在行星磁场中有可能出现波状运动,这种运动被称为扭转振荡(torsional oscillations)。令人兴奋的是,当我们计算这些扭转振荡的周期时,它们与木星红外辐射中看到的周期相对应。
透过多年来对磁场的观察,他们已经能够追踪到它的波动和振荡,甚至能够追踪到木星上一个被称为「大蓝斑」(Great Blue Spot)的特定磁场点。这个斑点一直在向东移动,但最新的数据显示,移动速度正在放缓。这让研究团队相信,这是一个振荡的开始,因它逆转并开始向西移动之前,移动速度会放缓。
Hori博士说提到,扭转振荡如何准确产生观测到的红外线变化,这可能反映了复杂的动力学和云气溶胶反应,这些不确定性需要更多的研究。本研究已发表在《自然·天文学》期刊上。(编译/台北天文馆吴典谚)
资料来源:University of Leeds