詹姆斯·韦伯太空望远镜在木星大红斑上发现了奇怪的形状

天文学家使用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）在木星著名的大红斑上方的大气层中发现了一个以前从未见过的结构。

天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），在大红斑上方的木星大气层中发现了以前未曾见过的结构和活动。这些奇怪的特征似乎是由强大的大气重力波引起的。

据 NASA 称，大红斑是太阳系中最大的风暴，是地球的两倍，据信已经肆虐了至少 300 年。大红斑的风速约为每小时 270 至 425 英里（430 至 680 公里），是地球上龙卷风速度的 3.5 倍。 

然而，尽管这场风暴的年龄、规模和威力如此之大，科学家们实际上还是怀疑大红斑上方的木星大气层并不那么有趣。然而，JWST 的近红外光谱仪 (NIRSpec) 仪器在 2022 年 7 月观测到了大规模的猩红风暴，这些新观测结果表明，这种假设大错特错。

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莱斯特大学的团队负责人亨里克·梅林在一份声明中表示：“我们可能天真地认为这个地区真的很无聊。” “事实上，它和北极光一样有趣，甚至更有趣。木星永远不会停止带来惊喜。”

大红斑到底隐藏着什么秘密？

木星的高层大气是该行星的低层大气与其磁场相遇的点。这导致了明亮的北极光和南极光，其动力来自太阳带电粒子的轰击，以及木星卫星木卫一（太阳系中最活跃的火山体）喷发的火山物质喷雾的推动。

木星可能是地球夜空中最亮的天体之一，在晴朗的天空中很容易看到。然而，除了北极光和南极光外，太阳系最大行星的大气层只发出微弱的光，这使得地面望远镜很难透过地球大气层详细观察。 

从距离地球一百万英里的 JWST 位置来看，我们星球的大气层对于这座价值 100 亿美元的太空望远镜来说并没有任何阻碍。除此之外，JWST 对红外光谱的敏感性使其能够详细观察这颗气态巨行星的大气层，包括大红斑上方的区域。

为了发现这个区域是否有点暗淡，Melin 和同事使用 JWST 的主要仪器 NIRSpec 来瞄准它。这导致在 JWST 的视野中发现了各种复杂的结构，包括暗弧和亮点。

尽管从木星大气层看到的大部分光线都是由入射阳光造成的，但研究小组认为，一定有另一种光线导致了木星上层大气层形状和结构的变化。

梅林解释说：“改变这种结构的一种方法是利用重力波——类似于海浪撞击海滩，在沙滩上产生涟漪。” “这些波是在大红斑周围的湍流低层大气深处产生的，它们可以向高空传播，改变高层大气的结构和排放。”

这些引力波与引力波有很大不同，后者是阿尔伯特·爱因斯坦在 1915 年广义相对论中预测的时空微小涟漪。重力波通过大气层传播，而不是像引力波那样通过时空结构传播。 

这些大气重力波偶尔也会在地球上看到，但这些地球波的强度和威力远不如木星上发生的相同现象。

该团队现在希望通过 JWST 跟踪这些新发现的大红斑特征及其背后复杂的波浪模式的检测。这项未来的研究可能会揭示波浪如何穿过气态巨行星的高层大气，以及这如何导致观察到的结构移动。 

这些发现预计将有助于更好地了解整个木星的能量分布，并有助于支持欧洲航天局 (ESA) 木星冰卫星探测器 (JUICE) 任务。

JUICE 于 2023 年 4 月 14 日发射，将于 2031 年到达木星及其卫星，届时它将对木星及其三颗大型海洋卫星（木卫三、木卫四和木卫二）进行详细观测。

该团队的研究结果发表在《自然天文学》杂志上。 

最初发布于Space.com。