天文學(xué)家在木星上檢測(cè)到神秘的溫度模式
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：部分基于來自幾代NASA任務(wù)的數(shù)據(jù)，包括NASA的木星旅行者號(hào)和卡西尼號(hào)，一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)40年的上檢神秘式
研究可以幫助科學(xué)家確定如何預(yù)測(cè)木星的天氣。研究人員剛剛完成了有史以來最長(zhǎng)的溫度模跟蹤木星對(duì)流層上部溫度的研究。這是天文這顆巨大行星的天氣發(fā)生的大氣層，也是木星其標(biāo)志性的彩色條紋云的形成地。
這項(xiàng)研究通過融合來自美國(guó)宇航局航天器和地面望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的上檢神秘式數(shù)據(jù)進(jìn)行了40多年。它發(fā)現(xiàn)了木星帶和區(qū)的溫度模溫度如何隨時(shí)間變化的意外模式。據(jù)科學(xué)家稱，天文這項(xiàng)研究代表了朝著更好地理解我們太陽系最大的木星行星的天氣驅(qū)動(dòng)因素并最終能夠預(yù)測(cè)它的方向邁出了一大步。
木星的上檢神秘式對(duì)流層與地球有很多共同之處：它是云層形成和風(fēng)暴洶涌的地方。為了了解這種天氣活動(dòng)，溫度模
科學(xué)家需要研究某些屬性，天文包括風(fēng)、木星壓力、上檢神秘式濕度和溫度。自從1970年代美國(guó)宇航局的先鋒10號(hào)和11號(hào)任務(wù)以來，他們已經(jīng)知道，一般來說，較冷的溫度與木星較淺和較白的帶子（稱為區(qū)）有關(guān)，而較暗的棕紅色帶子（稱為帶）是溫度較高的地方。
這些添加了顏色的木星紅外圖像是由歐洲南方天文臺(tái)的甚大望遠(yuǎn)鏡在2016年獲得的，并為這項(xiàng)新研究做出了貢獻(xiàn)。顏色代表溫度和云度。較藍(lán)的區(qū)域是寒冷和多云的，而橙色的區(qū)域是溫暖和無云的。信用：ESO / L.N. Fletcher
然而，沒有足夠的數(shù)據(jù)集來了解溫度如何長(zhǎng)期變化。12月19日發(fā)表在《自然-天文學(xué)》雜志上的這項(xiàng)新研究，通過研究從大氣層較溫暖區(qū)域升起的明亮紅外光輝（人眼不可見）的圖像，直接測(cè)量木星在五彩云層上方的溫度，取得了突破。科學(xué)家們?cè)谀拘菄@太陽的三個(gè)軌道上以固定的時(shí)間間隔收集這些圖像，每個(gè)軌道持續(xù)12個(gè)地球年。
在這個(gè)過程中，他們發(fā)現(xiàn)木星的溫度按照明確的周期上升和下降，這與季節(jié)或科學(xué)家所知的任何其他周期無關(guān)。因?yàn)槟拘堑募竟?jié)性很弱--該行星在其軸上的傾斜度只有3度，而地球的傾斜度為23.5度--科學(xué)家們沒有想到會(huì)在木星上發(fā)現(xiàn)溫度有如此規(guī)律的周期變化。
木星是來自太陽的第五顆行星，是太陽系中最大的行星。它是一個(gè)氣體巨行星，質(zhì)量約為太陽系中所有其他行星總和的2.5倍。木星有一個(gè)厚厚的大氣層，主要由氫和氦組成，它有一些獨(dú)特的特征，包括被稱為"帶"的暗帶和被稱為"區(qū)"的亮帶。木星最有名的特征是大紅斑，這是一個(gè)巨大的風(fēng)暴，已經(jīng)肆虐了幾百年。木星有80顆已知的衛(wèi)星，其中最大的四顆被稱為伽利略衛(wèi)星，以紀(jì)念其發(fā)現(xiàn)者伽利略。這些衛(wèi)星是木衛(wèi)二、歐羅巴、木衛(wèi)二和卡利斯托。木星也有一些星環(huán)，盡管它們比土星的星環(huán)要少得多。
該研究還揭示了相隔數(shù)千英里的地區(qū)的溫度變化之間的神秘聯(lián)系。當(dāng)北半球特定緯度的溫度上升時(shí)，南半球相同緯度的溫度就會(huì)下降--就像赤道上的鏡像。
美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)研究科學(xué)家、該研究的主要作者格倫-奧頓說："這是最令人驚訝的地方。我們發(fā)現(xiàn)在非常遙遠(yuǎn)的緯度上溫度的變化之間有一種聯(lián)系。這類似于我們?cè)诘厍蛏峡吹降囊环N現(xiàn)象，一個(gè)地區(qū)的天氣和氣候模式可以對(duì)其他地區(qū)的天氣產(chǎn)生明顯的影響，變化模式似乎通過大氣層在很遠(yuǎn)的距離上'遠(yuǎn)程連接'。"
下一個(gè)挑戰(zhàn)是找出導(dǎo)致這些周期性和看似同步的變化的原因。
"我們現(xiàn)在已經(jīng)解決了難題的一部分，那就是大氣層顯示了這些自然周期，"共同作者英國(guó)萊斯特大學(xué)的Leigh Fletcher說。"為了了解是什么在驅(qū)動(dòng)這些模式，以及為什么它們?cè)谶@些特定的時(shí)間尺度上發(fā)生，我們需要在云層的上方和下方進(jìn)行探索。"
一個(gè)可能的解釋在赤道上變得很明顯。研究作者發(fā)現(xiàn)，平流層中更高的溫度變化似乎以一種與對(duì)流層中的溫度行為相反的模式上升和下降，這表明平流層的變化影響對(duì)流層的變化，反之亦然。
數(shù)十年的觀察
Orton和他的同事們?cè)?978年開始了這項(xiàng)研究。在研究期間，他們每年都會(huì)寫幾次提案，以贏得在全世界三個(gè)大型望遠(yuǎn)鏡上的觀測(cè)時(shí)間：智利的甚大望遠(yuǎn)鏡以及美國(guó)宇航局的紅外望遠(yuǎn)鏡設(shè)施和夏威夷茂納克亞天文臺(tái)的斯巴魯望遠(yuǎn)鏡。
在研究的前20年里，奧頓和他的隊(duì)友們輪流前往這些天文臺(tái)，收集關(guān)于溫度的信息，最終使他們能夠?qū)⑦@些點(diǎn)聯(lián)系起來。(到21世紀(jì)初，一些望遠(yuǎn)鏡的工作可以遠(yuǎn)程完成）。
然后是困難的部分--結(jié)合來自幾個(gè)望遠(yuǎn)鏡和科學(xué)儀器的多年的觀察結(jié)果來尋找模式。與這些資深科學(xué)家一起進(jìn)行長(zhǎng)期研究的還有幾個(gè)本科生實(shí)習(xí)生，他們?cè)谘芯块_始時(shí)都還沒有出生。他們是加州帕薩迪納的加州理工學(xué)院、加州波莫納的加州理工學(xué)院、俄亥俄州哥倫布的俄亥俄州立大學(xué)以及馬薩諸塞州韋爾斯利的韋爾斯利學(xué)院的學(xué)生。
科學(xué)家們希望這項(xiàng)研究將幫助他們最終能夠預(yù)測(cè)木星上的天氣，現(xiàn)在他們對(duì)木星有了更詳細(xì)的了解。這項(xiàng)研究可能有助于氣候建模，通過計(jì)算機(jī)模擬溫度周期以及它們?nèi)绾斡绊懱鞖?-不僅僅是木星，還有我們太陽系內(nèi)外的所有巨行星。
Fletcher說："如果我們能夠?qū)⒛拘谴髿庵械囊蚬P(guān)系聯(lián)系起來，那么測(cè)量這些溫度變化和周期是朝著最終擁有一個(gè)完整的木星天氣預(yù)報(bào)邁出的一步。而更大的愿景是，如果我們有一天能將其擴(kuò)展到其他巨行星，看看是否有類似的模式出現(xiàn)。"
