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靓丽的风景木星 [复制链接]

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木星是八大行星中最为神奇的一颗,它的颜色和形态都非常丰富多彩。和地球一样,木星也有极光,但其亮度比地球的极光高出了倍。木卫一是木星的第一颗卫星,它喷射的带电粒子和木星自身的旋转导致了木星的极光。此外,木星还拥有光环,由黑色碎石块和雪团等物质组成。木星的光环分成四圈,但很难观测到,因为其不如土星的光环那么显著壮观。光环绕木星旋转一周需要大约7小时,约有千米宽,但厚度不到30千米。

木星在众行星中是出类拔萃的,它不仅质量大,体积也大。如果将地球和木星放在一起比较,它们就像芝麻和西瓜之间的差距一样悬殊。木星的质量是太阳系中其他8颗行星加在一起的二倍半,体积相当于地球的倍。尽管木星巨大无比,但它的自转周期只有9小时50分30秒,是太阳系中自转速度最快的行星。这样快速的自转周期在木星表面形成了极其复杂的花纹图案,两极相对扁平,赤道隆起并出现与赤道平行的云带,促使气流与赤道平行,产生了巨大的离心力。木星的云带颜色和温度不同,云带分为好几层,暗区的云层由氨化物组成,叫作带;亮区的云层由氨冰组成,颜色鲜明,叫作区;还有橙色、白色、褐色等,以红棕色为主。

木星转得太快,表面的大多数特征变化快速,有些标记具有持久和半持久的特征,最熟悉的特征要算大红斑了。大红斑长达2万多千米、宽约11万千米,位于赤道南侧的一个红色卵形区域。从17世纪中叶,人们就开始对它进行时断时续的观测,在有些年代中大红斑变得色彩艳丽显眼,在其他时间显得暗淡,只略微带红有时只有红斑的轮廓。从“旅行者”1号发回的照片我们可以清晰地看到:大红斑宛如一个逆时针方向旋转的巨大旋涡,其浩瀚宽阔足以容纳好几个地球。科学家们认为,大红斑是耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风,或是一团激烈上升的气流所形成的,因为在木星的表面覆盖着厚厚的云层。

木星上的斑状结构一般持续几个月或几年,它们的共同特点是在南半球作逆时针旋转,气流从中心缓慢地涌出,然后在边缘沉降,遂形成椭圆形状;在北半球作顺时针方向旋转。它们相当于地球上规模要大得多、持续时间也长得多的风暴。

木星大气有着十分活跃的化学反应,这些都表现在木星云的绚丽多彩上。在探测器拍摄的照片上,从南极区到北极区依稀可辨17个云区或云带,可以看到木星大气明暗交错的云带图形。它们的亮度、颜色均不相同,也许是氨晶体所组成。蓝色部分则显然是顶端云层中的宽洞,通过这些空隙方可看到晴朗的天空;褐色云带的云层要深些,温度稍高,因而大气向下流动:红云的温度最低、蓝云的温度最高。

令人不解的是,如果按平衡状态而言,所有的云彩都应该是白色的,只有当化学平衡被破坏后,才会出现不同的颜色,那么是什么破坏了化学平街呢?根据判断,大红斑是一个很冷的结构。科学家们推测,不同的颜色可能是高能光子、荷电粒子、闪电,或是沿垂直方向穿过不同温度区域的快速物质运动造成的。

有人认为大红斑中上升气流形成的云中放电现象导致了大红斑的橙红色。来自美国马里兰大学的波南贝罗麦博士做了一个有趣的实验:他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体,如氨、氢、甲烷等,他对这些气体施加电火花作用之后,发现原先无色的气体变成云状物,一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示,磷化物可以说明大红斑的颜色。

卡西尼发现大红斑已有多年了,有人猜测,它能持续如此长的时间,主要原因是木星大气又密又厚。

大红斑和木星上其他卵形结构的大气,主要存在两个问题:一个是能源问题,一个稳定涡流如果没有能源维持,很快就会下沉。另一个是这些斑状结构必须是稳定的,不然它们只能存在几天。

根据最新的估计,大红斑大小可能缩小了0千米,大约为英里。对于大红斑为什么会出现变小的趋势,科学家仍然不得而知。科学家艾米·西蒙(AmySimon)认为大红斑外围风圈的缩小可能与内部的小型涡流有关,大红斑其实就是这些小涡流的组成部分。如果大红斑的外部结构变小,说明它内部的涡流受到了某种因素的干扰。

从年开始,业余观测者也发现大红斑出现了缩小的迹象,其年变化速率大概在英里左右。这说明大红斑的内动力仍然较强,也出现了能量减少的迹象,也许与木星大气层中发生的某些事件有关联。

巨大的木星有如此绚丽的外表,引起了科学家和天文爱好者的极大兴趣,有条件的也可以到天文台仔细观察木星上的大红斑,看看有没有新的发现。

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