近年一些照片顯示木星那個漂亮的大紅斑似乎有被拆散的趨勢,「脫落」下來的小小紅色斑點四散開來,一些科學家開始擔心,大紅斑是不是在變小,以後會消失?

發現細胞的英國物理學家胡克(Robert Hooke)最早在1665年發現了木星上的這塊大紅斑。直到1979年,人們通過兩艘太空船近距離飛過木星拍攝的照片,才了解到那是一塊漂浮在有地球幾倍大的渦流之上的紅色雲層。但是同時,科學家將紅斑區域與19世紀的照片對比,覺得只有當時的一半大,首次引發了紅斑是不是會消失的顧慮。

今年初,一些天文學家公佈照片說,紅斑開始「發散」,有幾大塊紅云「剝落」離開了大紅斑的主體。

加州大學伯克利分校機械工程學教授馬庫斯(Philip Marcus)和同事,利用電腦模型和流體力學分析後認為紅斑並無消失的風險。馬庫斯說,人們看到的紅雲比下面的渦流面積大,渦流才是這塊紅斑的實質所在。於是真正的問題是:紅雲面積的縮小是由於渦流的縮小造成的嗎?馬庫斯說他們的研究認為,沒有證據顯示下面的渦流的大小或強度有任何變化。

木星上的氣旋與反氣旋

分析顯示,木星大紅斑旁邊的渦流與它的相互作用對其影響很大。有的是反氣旋,即旋轉方向與木星自轉方向相反的氣旋;有的是普通氣旋,即轉向與木星自轉同向。反氣旋在照片上看起來顏色很亮,容易看到,而氣旋通常只有一些條狀雲或完全沒有雲。

如果木星上一些氣旋沒有雲,如何知道那裏有氣旋呢?在過去一百多年裏,天文學家的紀錄顯示,一些雲層覆蓋的反氣旋緩慢在木星上移動的時候,有時突然會改變速度。如果用它們與無雲的氣旋相遇,就能作出合理的解釋。

在這種理論基礎上,馬庫斯的研究組還發現,兩個反氣旋相遇很容易就合併在一起,然而反氣旋和氣旋相遇卻是互相排斥。他們發現,2019年初他們觀測到大紅斑出現「剝落」現象的時候,也觀測到大紅斑正和幾個小的反氣旋合併。

不過,這些反氣旋並不是立即被氣旋「消化」掉,而是在紅斑的邊界地區產生一些「小疙瘩」,圍著紅斑轉,緩慢轉向中心地帶。

兩個現象同時發生 導致大紅斑被撞出碎片

研究組認為,2019年初是兩個氣象現象同時發生導致了紅斑「剝落」的圖像:上面提到的在紅斑邊界轉悠的、未消化的小疙瘩,加上遇到一個或多個無雲的氣旋同時作用的結果。

當一個大的反氣旋與小的氣旋相遇、在排斥之前,大的反氣旋的邊界還會產生一個停滯階段,此時那裏的風將突然地改道為與原先幾乎垂直的方向。馬庫斯形容說,想像一下兩個消防水管相對噴水,水流將會飛濺到周圍。這應該就是木星上的雲和未消化的小疙瘩發生的情況:「飛濺」到四周,產生剝落的小片雲的效果。

馬庫斯分析說,這兩個氣象現象在木星上都是正常現象,只是它們同時發生較為少見,但這並不影響大紅斑的「健康」狀況。◇