大紅斑

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1979年航海家1號所拍攝到的大紅斑
哈勃太空望远镜与2006年4月25日拍摄到的木星大红斑
地球和大紅斑的近似比較

大紅斑英语Great Red Spot,簡稱GRS)是一個在木星的南赤道帶邊緣存在了很久的反氣旋旋渦,它看上去是一个非常稳定的特征,有很多证据表明它已经被持续观测了350年[1]

性质[编辑]

大紅斑是逆時針旋轉的,週期大約是6地球日[2],或14個木星日。它的直徑是東西長24–40,000公里,和南北寬12–14,000公里,大到足以放進2-3個地球。在2004年初,大紅斑在經度的方向上只有一個世紀前的一半大小,而之前它的直徑是40,000公里,若以目前的速率繼續縮減,它在2040年將變成圓形,但是由於鄰近噴射氣流的畸變作用,這是不太可能發生的事[3]。我們不知道大紅斑會持續存在多久,或者是否是波動變化的正常結果[4]

紅外線的長期資料顯示大紅斑在這顆行星上比其它雲彩更大且更冷(也意味著,高度較高)[5],大紅斑的頂大約在周圍的雲層之上8km,而且,仔細的追蹤大氣中的特徵,回溯至1966年—,顯露了大紅斑是逆時鐘旋轉的,並且從航海家1號飛掠時拍攝的第一部微速攝影的影片獲得證實[6]。這個斑點在空間中的位置由一個在它南方溫和的東向噴射氣流(順行)和在它北方的一個非常強的西向氣流(逆行)限制著[7],可是環繞大紅斑邊緣的風的尖峰速度大約是120米/秒(430公里/小时),內部的流動似乎是停滯的,只有少許的流入或流出.[8]。斑點的自轉速度隨著時間在減緩,或許是他的大小穩定減少的直接結果[9]

在觀測上,大紅斑的緯度是非常穩定的,典型的變化只在1度的範圍內變動。但是,它的經度卻是恆定的在變化著[10][11],因為木星在不同緯度上的轉速是不同的,天文學家為不同的緯度定義了三個系統。系統II用在緯度超過10°之處,是依據大紅斑的平均轉速9小时55分42秒為基準定義的[12][13]。儘管如此,在19世紀初期,大紅斑至少有10次 "領先" 系統II,它的飄移速率多年來有著顯著的變化,並且曾與明亮的南赤道帶連結在一起,在南熱帶的干擾下出現或消失[14]

還不是很確實的知道大紅斑呈現紅色的原因,實驗室的實驗支持的理論,假設顏色是由複雜的有機分子,像是紅磷或其它的硫化物造成的。大紅斑的顏色也有巨大的變化,從紅磚的紅色到蒼白鮭魚紅,甚至是白色。斑點偶爾會 "消失",但都出現在陷入南赤道帶時,顯然是因為紅斑的凹陷造成。紅斑與南赤道帶結合時會明顯可見,當赤道帶是明亮的白色時,斑點傾向於暗色;而黑暗時,斑點通常是明亮的。斑點黑暗或明亮的變化並沒有規則的周期性,例如在1997年之前的50年當中,在1961–66, 1968–75, 1989–90, and 1992–93,大紅斑都是黑暗的[1]

大紅斑不可以和卡西尼-惠更斯號探测器在2000年經過時在木星的北極觀察到的大黑斑混淆[15]。並且要注意在海王星也有一個稱為大黑斑的特徵,後者是航海家2號在1989年發現的影像,並且比較像是大氣層的一個大氣孔而不是風暴,而且在1994年以後就不存在了(雖然在北半球又曾經出現一個相似的斑點)[16]

對大紅斑的研究[编辑]

大紅斑的攝像

第一位看見大紅斑的人一般被认为是羅伯特·虎克,他在1664年描述木星上的這個斑點;然而,虎克所描述的斑點是在不同的區帶上(北赤道區,但目前的位置在南赤道帶)。較令人信服的是喬凡尼·卡西尼在次年描述的一個永久的斑點[17],卡西尼的斑點從1665年至1713年,在可見光的波段下斷斷續續的被觀測著[18]

現在展示在梵蒂岡的一片大約是1700年的Donato Creti帆布上,有著涉及木星上班點的小奧秘[19][20]。它是一系列描繪不同被放大的星空部份版畫的一部份,是義大利人在各種各樣場合作為背景的場景;所有的這些都是在天文學家Eustachio Manfredi監督下創造的,具有一定的正確性。Creti的繪畫是最早知道對大紅斑是紅色的描述。在1800年後期之前,不再有對木星大紅斑的正式描述[20]

當前對大紅斑的第一筆記錄始自1830年代之後,並且在1879年之後才有較顯著的影像,從17世紀被發現之後,到1830年有長達118年的空白沒有被觀測的紀錄。原來的斑點是否消散並改變重組了,是否退了色,或者只是簡單的觀測上的貧乏,都無從得知[1]。古老的斑點只有短暫的觀測史,只是現在斑點的慢動作,要確認它們的身分是不太可能的[19]

在1979年2月25日,當航海家1號太空船以920萬公里的距離掠過木星時,首度將大紅斑清晰的影像傳送回地球,可以看清楚160公里大小的橫斷面。西邊(左邊)有著五顏六色、波浪般的雲彩模式,是大紅斑活躍的區域,那裡被觀察到非常複雜和多變的雲彩運動[21]

參見[编辑]

資料來源[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Beebe (1997), pp. 38–41.
  2. ^ Smith et al. (1979), p. 954.
  3. ^ Irwin, 2003, p. 171
  4. ^ Beatty (2002)
  5. ^ Rogers (1995), p. 191.
  6. ^ Rogers (1995), pp. 194–196.
  7. ^ Beebe (1997), p. 35.
  8. ^ Rogers (1995), p. 195.
  9. ^ Rogers, John. Interim reports on STB (Oval BA passing GRS), STropB, GRS (internal rotation measured), EZ(S. Eq. Disturbance; dramatic darkening; NEB interactions), & NNTB. 英國天文協會. July 30, 2006 [2007-06-15]. 
  10. ^ Reese and Gordon (1966)
  11. ^ Rogers (1995), 192–193.
  12. ^ Stone (1974)
  13. ^ Rogers (1995), pp. 48, 193.
  14. ^ Rogers (1995), p. 193.
  15. ^ Phillips, Tony. The Great Dark Spot. Science at NASA. March 12, 2003 [2007-06-20]. 
  16. ^ Hammel et al. (1995)
  17. ^ Rogers (1995), p. 6.
  18. ^ Rogers (2008), pp.111–112
  19. ^ 19.0 19.1 Rogers (1995), p. 188
  20. ^ 20.0 20.1 Hockey, 1999, pp. 40–41.
  21. ^ Smith et al. (1979), pp. 951–972.